Question

在C ++中，有两种方法可以将函数传递给另一个看似等效的函数。

#include <iostream>

int add1(int i){ return i+1; }
int add2(int i){ return i+2; }

template <int (*T)(int) >
void doTemplate(int i){
    std::cout << "Do Template: " << T(i) << "\n";
}

void doParam(int i, int (*f)(int)){
    std::cout << "Do Param: " << f(i) << "\n";
}

int main(){
    doTemplate<add1>(0);
    doTemplate<add2>(0);

    doParam(0, add1);
    doParam(0, add2);
}

doTemplate接受一个函数作为模板参数，而doParam接受它作为一个函数指针，它们似乎都给出相同的结果。

使用每种方法之间有什么权衡？

Answer 1

基于模板的版本允许编译器内联调用，因为函数的地址在编译时是已知的。显然，缺点是函数的地址在编译时是已知的（因为你将它用作模板参数），有时这可能是不可能的。

这使我们进入第二种情况，其中函数指针只能在运行时确定，因此编译器无法执行内联，但是可以灵活地在运行时确定函数被称为：

bool runtimeBooleanExpr = /* ... */;
doParam(0, runtimeBooleanExpr ? add1 : add2);

但请注意，还有第三种方法：

template<typename F>
void doParam(int i, F f){
    std::cout << "Do Param: " << f(i) << "\n";
}

这为您提供了更大的灵活性，并且仍然具有在编译时了解将要调用的函数的优势：

doParam(0, add1);
doParam(0, add2);

它还允许传递任何可调用对象而不是函数指针：

doParam(0, my_functor());

int fortyTwo = 42;
doParam(0, [=] (int i) { return i + fortyTwo; /* or whatever... */ }

为了完整性，还有一种第四种方式，使用std::function：

void doParam(int x, std::function<int(int)> f);

具有相同的通用性（因为你可以传递任何可调用对象），但也允许你在运行时确定可调用对象 - 最有可能带来性能损失，因为（再一次）内联变得不可能对于编译器。

有关最后两个选项的进一步讨论，请参阅this Q&A on StackOverflow。

Answer 2

模板参数

必须在编译时。
为参数的每个不同值导致一个函数即时（所谓的模板膨胀）
被调用的函数对编译器是透明的（内联，但可能会导致更加臃肿，双刃剑）
对于参数的特定值，调用函数可以重载，而无需修改现有代码

功能指针

在运行时传递。
只会导致一个调用函数（较小的对象代码）
被调用函数通常对编译器不敏感（无内联）
调用函数需要运行时if / switch来为参数的特殊值执行特殊操作，这是脆弱

何时使用哪个版本：如果您需要速度和大量自定义，请使用模板。如果您在运行时需要灵活性，而不是在实现中，请使用函数指针。

正如@AndyProwl所指出的：如果你有一个C ++ 11编译器，函数指针将被推广到可调用的对象，如std::function和lambda表达式。这开启了一整套新的蠕虫（在很好的意义上）。

C ++函数作为Template Argument vs Parameter传递

2 个答案: