Question

在某些情况下，std::function可以替换继承。以下两个代码片段非常相似（调用函数时的成本相同，签名中的用法几乎相同，在大多数情况下，std :: function不需要我们另外复制A）：

struct Function
{
    virtual int operator()( int ) const =0;
};
struct A
    : public Function
{
    int operator()( int x ) const override { return x; }
};

使用std::function，我们可以将其重写为

using Function = std::function<int (int)>;
struct A
{
    int operator()( int x ) const { return x; }
};

为了更清楚，两个片段是如何相关的：它们都可以通过以下方式使用：

int anotherFunction( Function const& f, int x ) { return f( x ) + f( x ); }

int main( int argc, char **argv )
{
    A f;
    anotherFunction( f, 5 );
    return 0;
}

后一种方法更灵活，因为我们不必从一些公共基类派生我们的类。类似Function的对象之间的唯一关系是基于它们的能力。在面向对象的编程方面，它可能被认为不太干净（当然不是在函数式编程方面）。

除此之外，两种解决方案之间还有其他差异吗？是否有任何一般性指导原则何时使用哪种解决方案或只是个人偏好？是否存在一种解决方案胜过另一种解决方案的情况？

Answer 1

首先进行小修正：注意，这个：

int anotherFunction( Function f, int x ) { return f( x ) + f( x ); }

不会使用基于继承的解决方案进行编译，因为Function是按值获取的，而且它是抽象的。如果它不是抽象的，另一方面，你会得到切片，这不是你想要的。

相反，您必须通过引用（可能通过引用Function）来获取const派生的对象，以便利用多态性：

int anotherFunction( Function const& f, int x ) { return f( x ) + f( x ); }

这不是很像功能，所以如果你热衷于函数式编程（就像你似乎那样），你可能只想因此而避免它。

那就是说，这是我提供的指导原则：

如果可以，请使用模板：
```
template<typename F>
int anotherFunction(F f, int x) { return f(x) + f(x); }
```
通常，当它可以被使用时，静态（编译时，基于模板）多态被认为优于动态（运行时，基于继承）多态，因为：
- 卓越的灵活性：您不必更改类型的定义，并使它们从公共基类派生，以便一般使用它们。例如，这允许您编写：
```
anotherFunction([] (int x) { return x * 2; }, 42);
```
  以及：
```
anotherFunction(myFxn, 42); // myFxn is a regular function
```
  甚至：
```
anotherFunction(my_functor(), 42); // my_functor is a class
```
- 卓越的性能：由于您没有通过虚拟表进行调用，并且编译器知道如何解析函数调用，因此它可以内联调用以提供更高的性能（如果它认为这是合理的）。
如果您无法使用模板，因为要调用的函数将在运行时确定，使用std::function ：< / p>
```
 int anotherFunction(std::function<int (int)> f, int x) 
 { 
     return f(x) + f(x); 
 }
```
这也将为您提供足够的灵活性来传递lambdas，函数指针，仿函数，基本上任何可调用对象。例如，请参阅this Q&A on StackOverflow。

使用std::function可能会对基于模板的设计带来显着的运行时开销，并且对于基于硬编码继承的解决方案（如您概述的解决方案）而言可能也会带来轻微的小开销，但它为您提供灵活性和这是一个标准的习惯用语。此外，一如既往地考虑性能，请进行测量以备份任何假设 - 您可能会得到令人惊讶的结果。

当您希望存储任何类型的可调用对象以供以后调用时，您通常需要采用这种基于std::function的设计，例如{{3或者，当你有一个异类的可调用对象集合要进行处理和一般调用时。有关何时使用std::function而不是模板的讨论，请参阅Command design pattern。
那么什么时候应该采用使用继承的硬编码设计？好吧，在所有那些1.和2.不可行的情况下 - 老实说，我现在想不出任何问题，但我确信有人可以提出一个角落案例。请注意，由于Boost具有std::function和boost::function实现，因此C ++ 11 不是必要的，以便使用boost::bind这样的习惯用法。 C ++ 11 std::function和std::bind之前的日期（并作为其灵感）。

TL; DR ：使用模板或std::function。

何时使用std :: function而不是继承？

1 个答案: