函数指针和std::function在成员函数的使用区别

成员函数，函数指针和 std::function 的区别很明显。成员函数的调用需要依赖于对象实例（即 this 指针），因此它们的处理方式与普通函数不同。以下是详细分析：

1. 成员函数指针

• 定义：成员函数指针是指向类成员函数的指针，它的类型包括类信息。
• 特点：
  • 语法复杂，尤其是涉及多级指针和类型转换时。
  • 调用成员函数时需要显式传递对象实例（this 指针）。
  • 只能指向特定类的成员函数，不能指向普通函数或 lambda 表达式。
• 适用场景：适用于需要直接调用特定类成员函数的场景。

示例代码：

#include <iostream>

class MyClass {
public:
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
};

// 接受成员函数指针和对象实例作为参数的函数
template <typename T>
void executeMemberFunc(T* obj, int (T::*func)(int, int), int a, int b) {
    std::cout << "Member Function Result: " << (obj->*func)(a, b) << std::endl;
}

int main() {
    MyClass obj;
    // 定义成员函数指针
    int (MyClass::*memberFuncPtr)(int, int) = &MyClass::add;
    // 调用
    executeMemberFunc(&obj, memberFuncPtr, 2, 3); // 输出: Member Function Result: 5
    return 0;
}

2. std::function 与成员函数

• 定义：std::function 可以包装成员函数，但需要通过 std::bind 或 lambda 表达式将成员函数与对象实例绑定。
• 特点：
  • 语法更简洁，使用更方便。
  • 可以包装成员函数、普通函数、lambda 表达式等多种可调用对象。
  • 需要额外的绑定步骤（std::bind 或 lambda）。
• 适用场景：适用于需要灵活调用成员函数或其他可调用对象的场景。

示例代码：

#include <iostream>
#include <functional>

class MyClass {
public:
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
};

// 接受 std::function 作为参数的函数
void executeStdFunction(const std::function<int(int, int)>& func, int a, int b) {
    std::cout << "std::function Result: " << func(a, b) << std::endl;
}

int main() {
    MyClass obj;

    // 使用 std::bind 绑定成员函数和对象实例
    auto boundFunc = std::bind(&MyClass::add, &obj, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
    executeStdFunction(boundFunc, 2, 3); // 输出: std::function Result: 5

    // 使用 lambda 表达式绑定成员函数和对象实例
    executeStdFunction([&obj](int a, int b) { return obj.add(a, b); }, 2, 3); // 输出: std::function Result: 5

    return 0;
}

3. 关键区别总结

4. 如何选择？

• 如果你只需要调用特定类的成员函数，并且对性能有较高要求，使用成员函数指针。
• 如果你需要调用多种类型的可调用对象（包括成员函数），或者希望代码更简洁易用，使用std::function 并结合 std::bind 或 lambda 表达式。

5. 综合示例

以下是一个同时支持成员函数指针和 std::function 的示例：

#include <iostream>
#include <functional>

class MyClass {
public:
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
};

// 接受成员函数指针和对象实例作为参数的函数
template <typename T>
void executeMemberFunc(T* obj, int (T::*func)(int, int), int a, int b) {
    std::cout << "Member Function Result: " << (obj->*func)(a, b) << std::endl;
}

// 接受 std::function 作为参数的函数
void executeStdFunction(const std::function<int(int, int)>& func, int a, int b) {
    std::cout << "std::function Result: " << func(a, b) << std::endl;
}

int main() {
    MyClass obj;

    // 使用成员函数指针
    int (MyClass::*memberFuncPtr)(int, int) = &MyClass::add;
    executeMemberFunc(&obj, memberFuncPtr, 2, 3); // 输出: Member Function Result: 5

    // 使用 std::bind 绑定成员函数
    auto boundFunc = std::bind(&MyClass::add, &obj, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
    executeStdFunction(boundFunc, 2, 3); // 输出: std::function Result: 5

    // 使用 lambda 表达式绑定成员函数
    executeStdFunction([&obj](int a, int b) { return obj.add(a, b); }, 2, 3); // 输出: std::function Result: 5

    return 0;
}

总结

• 成员函数指针：适合直接调用特定类的成员函数，性能较高，但语法复杂。
• std::function：适合需要灵活调用多种可调用对象的场景，语法简洁，但可能带来一些性能开销。

根据具体需求选择合适的工具。如果只需要调用成员函数，成员函数指针可能更合适；如果需要更灵活的功能，std::function 是更好的选择。

来源链接：https://www.cnblogs.com/Eigh18n/p/18654218