c++ - 为什么 std::function 没有进行类型检查？

Question

#include <functional>

void toggleOk(bool& b) { b = !b; }
void toggleBroken(bool b) { b = !b; }
void toggleInt(int i) { i = !i; }
void tooManyParams(bool b, int i) { i = !b; }

int main()
{
    typedef std::function<void(bool&)> CallbackType;
    typedef std::function<void(bool)> WrongCallbackType;

    CallbackType cb1 = [](bool b) { b = !b; }; // Should throw error - missing reference
    CallbackType cb2 = toggleOk; // Ok

    CallbackType cb3 = toggleBroken; // Should throw error - missing reference
    CallbackType cb4 = toggleInt; // Should throw error - integer instead of bool

    WrongCallbackType cb5 = toggleBroken; // Ok

    CallbackType cb6 = cb5; // Type checking not even applying between std::functions

    CallbackType cb7 = tooManyParams; // Only this statement throws error

    return 0;
}

考虑上面的例子，它创建了一堆具有 的回调。引用 至 bool作为参数。除了最后一次回调 cb7 ，即使存储在回调对象中的大多数函数与 不匹配，此代码也可以很好地编译和运行。引用 或 类型 的参数。
我遇到过这种行为 VS19/C++20将 lambda 存储在 std::function 中，但是我已经用两个不同的 Windows G++ 编译器尝试了这个例子，启用了额外的诊断和 C++17/C++2a甚至没有人报告警告。
我的问题是 - 这是预期的行为还是错误？为什么？

Answer 1

是的，这是来自 std::function 的定义行为std::function使用 type erasure mechanism扭曲几乎所有类型的可调用对象，并参数化为非常量、非引用、非 volatile 参数和可调用对象的返回类型。
您需要使用平面类型函数指针来获取代码中的预期错误

void toggleOk(bool& b) { b = !b; }
void toggleBroken(bool b) { b = !b; }
void toggleInt(int i) { i = !i; }
void tooManyParams(bool b, int i) { i = !b; }

int main()
{
    // typedef std::function<void(bool&)> CallbackType;
    // typedef std::function<void(bool)> WrongCallbackType;
    using CallbackType = void(*)(bool&);
    using WrongCallbackType = void(*)(bool);
    CallbackType cb1 = [](bool b) { b = !b; }; // error 

    CallbackType cb2 = toggleOk; // Ok

    CallbackType cb3 = toggleBroken; // error 
    CallbackType cb4 = toggleInt; // error

    WrongCallbackType cb5 = toggleBroken; // Ok
    CallbackType cb6 = cb5; // error

    return 0;
}

现在在上面CallbackType和 WrongCallbackType是不同的类型，并且会按照您的预期产生错误。
但是，只能在 lambda 的情况下使用函数指针类型(如上所示)，仅当 it is stateless (do not capture anything) .