使用 `std::function` 调用非 void 函数

Question

不久前，我使用 std::function 非常像这样：

std::function<void(int)> func = [](int i) -> int { return i; };

基本上，我这样做是因为我想在 std::function 中存储不同的函数对象，但我不想限制这些函数的返回类型。由于这似乎有效，所以我就这么做了。但我不相信它可以安全使用，而且我还没有找到任何有关它的文档。有谁知道这种用法是否合法？或者更一般地说，可以安全地分配给 std::function 的对象的规则是什么？

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为了澄清起见，我关心的问题是 lambda 函数返回一个 int，而 func 声明为返回类型 void。我不确定这是否可以，特别是在调用 func() 后。

Answer 1

您的代码有未定义的行为。它可能会或可能不会按您的预期工作。它具有未定义行为的原因是由于 20.8.11.2.1 [func.wrap.func.con]/p7：

要求： F 应为CopyConstructible。对于参数类型 ArgTypes 和返回类型 R，f 应可调用 (20.8.11.2)。

要使 f 对于返回类型 R 可调用，f 必须返回可隐式转换为 std::function 返回类型的内容 （在您的情况下为 void）。并且 int 不能隐式转换为 void。

我希望您的代码适用于大多数实现。然而，在至少一个实现（libc++）上，它无法编译：

test.cpp:7:30: error: no viable conversion from 'int (int)' to 'std::function<void (int)>'
    std::function<void(int)> ff = f;
                             ^    ~

具有讽刺意味的是，这种行为的基本原理源于另一个问题。

另一个问题提出了 std::function 使用的问题。该问题的解决方案涉及让实现在编译时强制执行 Requires: 子句。相反，此问题的解决方案是禁止实施强制执行Requires：子句。

Answer 2

您的用例已根据标准明确定义。

您正在从可调用对象构造一个 std::function[1]

§20.8.11.2.1/7：

模板函数（F f）；

要求：F 应是可复制构造的。对于参数类型 ArgTypes，f 应是可调用的 (20.8.11.2)
并返回类型 R。

那么你的 f 是可调用的吗？

§20.8.11.2/2 说：

类型为 F 的可调用对象 f 对于参数类型 ArgTypes 是可调用的
如果表达式 INVOKE (f, declval()..., R) 被视为未计算的操作数，则返回类型 R
（第 5 条）格式良好 (20.8.2)。

INVOKE 的定义如下：

§20.8.2

1. 定义INVOKE (f, t1, t2, ..., tN)如下：
   ...处理成员函数/var指针的东西...
   — f(t1, t2, ..., tN) 在所有其他情况下。

2. 将 INVOKE (f, t1, t2, ..., tN, R) 定义为 INVOKE (f, t1, t2, ..., tN) 隐式转换为 R。

由于任何类型都可以隐式转换为 void，因此您的代码应该可以使用符合标准的编译器。 正如下面的 litb 所指出的，不存在隐式转换转换为 void 所以这没有很好的定义。

[1]：我认为 lambda 在这里算作一个可调用对象，尽管我没有这方面的参考。您的 lambda 也可以用作函数指针，因为它不捕获上下文

Answer 3

这看起来对于匿名函数来说可能没问题。

引用自 http://www.alorelang.org/release/0.5/doc/std_function .html （这不是来自 C++ 标准库，但看起来他们正在使用类似的东西绑定到 C++）

函数对象只能通过函数定义、匿名函数表达式或使用点 (.) 运算符访问绑定方法来创建。

另一种可能实现的方法是将函数指针存储在 auto 中，如下所示：http://en。 wikipedia.org/wiki/Anonymous_function（C++ 部分）