c++ - 您应该通过 std::function 还是通过通用引用将可调用对象作为接收器参数传递？

Question

考虑以下代码:

#include <functional>
#include <iostream>

struct S1
{
    S1(const std::function<void()>& _func) : func{_func} {}

    std::function<void()> func;
};

struct S2
{
    template<typename F>
    S2(F&& _func) : func{std::forward<F>(_func)} {}

    std::function<void()> func;
};

int main()
{
    S1 s1{[](){ std::cout << "S1 function called\n"; }};
    S2 s2{[](){ std::cout << "S2 function called\n"; }};
    
    s1.func();
    s2.func();

    return 0;
}

我试图了解这两个构造函数实现的设计优点/缺点是什么。 另外，两者之间是否存在性能差异。

我的主要问题是，当知道可调用对象的签名并将其存储为类中的 std::function 时，是否应该接受 std::function 对象或对可调用对象的通用引用？

据我所知，通用引用是首选方法，因为它为编译器提供了进行内联的最佳机会。

但是，我可以想到使用通用引用的一些缺点:

• 它可能与采用相同数量参数的其他构造函数发生冲突，因此应使用 SFINAE 或 C++20 概念来保护它。 (这是一个库问题，所以没什么大不了的)
• 对于它期望的可调用类型不太明确(也可以使用概念进行约束)。 (这可以认为是用户问题)
• 由于前面的缺点，不适合可调用的情况下的错误点从调用站点移至成员初始化站点，这更难理解。 (这绝对是用户问题)

我想我真正的问题是: 您是否应该在构造函数接口(interface)中公开类的 std::function 性质，或者这是必须保持隐藏的实现细节？

Answer 1

第一个示例将始终复制，即使可以避免，因此它不是最佳的。

第二个示例有您提到的缺点。

推荐的方式是按值获取并移动:

struct S3
{
    S3(std::function<void()> _func) : func{std::move(_func)} {}

    std::function<void()> func;
};

现在这可能看起来违反直觉，因为您按值获取复制成本可能很高的对象。但这不是问题。我们来分析一下可能的情况:

• 调用者无法给您可移动的对象。在这种情况下，拷贝是不可避免的。这会导致复制后移动:

  auto l = []() {};
  S3 s4{l};
  l(); 
  

• 调用者给你一个 xvalue。在这种情况下，涉及两个 Action :

  auto l = []() {};
  S3 s4{std::move(l)};
  // no more uses of l
  

• 调用者给你一个纯右值。这会导致 1 或 2 次移动。从 C++17 开始，使用新的临时具体化规则，保证您只需一步。

  S3 s4{[]() {}};
  

正如你所看到的，即使你按值取值，你也不会做任何不必要的复制操作，前提是 Action 便宜。