C++ 11 function

function是一组函数对象包装类的模板，实现了一个泛型的回调机制。function与函数指针比较相似，优点在于它允许用户在目标的实现上拥有更大的弹性，即目标既可以是普通函数，也可以是函数对象和类的成员函数，而且可以给函数添加状态。声明一个function时，需要给出所包装的函数对象的返回值类型和各个参数的类型。比如，声明一个function，它返回一个bool类型并接受一个int类型和一个float类型的参数，可以像下面这样：

function<bool (int, float)> f;

下面简要介绍一下function的比较重要的几个接口。

function();

缺省构造函数，创建一个空的函数对象。如果一个空的function被调用，将会抛出一个类型为bad_function_call的异常。

template <typename F> function(F g);

这个泛型的构造函数接受一个兼容的函数对象，即这样一个函数或函数对象，它的返回类型与被构造的function的返回类型或者一样，或者可以隐式转换，并且它的参数也要与被构造的function的参数类型或者一样，或者可以隐式转换。注意，也可以使用另外一个function实例来进行构造。这样做，并且function g为空，则被构造的function也为空。使用空的函数指针和空的成员函数指针也会产生空的function。如果这样做，并且function g为空，则被构造的function也为空。使用空的函数指针和空的成员函数指针也会产生空的function。

template <typename F> function(reference_wrapper<F> g);

这个构造函数与前一个类似，但它接受的函数对象包装在一个reference_wrapper中，用以避免通过值来传递而产生函数或函数对象的一份拷贝。这同样要求函数对象兼容于function的签名。

function& operator=(const function& g);

赋值操作符保存g中的函数或函数对象的一份拷贝；如果g为空，被赋值的函数也将为空。

template<typename F> function& operator=(F g);

这个泛型赋值操作符接受一个兼容的函数指针或函数对象。注意，也可以用另一个 function 实例(带有不同但兼容的签名)来赋值。这同样意味着，如果g是另一个function实例且为空，则赋值后的函数也为空。赋值一个空的函数指针或空的成员函数指针也会使function为空。

bool empty() const;

这个成员函数返回一个布尔值，表示该function是否含有一个函数或函数对象。如果有一个目标函数或函数对象可被调用，它返回 false 。因为一个function可以在一个布尔上下文中测试，或者与0进行比较，因此这个成员函数可能会在未来版本的库中被取消，你应该避免使用它。

void clear();

这个成员函数清除 function, 即它不再关联到一个函数或函数对象。如果function已经是空的，这个调用没有影响。在调用后，function肯定为空。令一个function为空的首选方法是赋0给它；clear 可能在未来版本的库中被取消。

result_type operator()(Arg1 a1, Arg2 a2, ..., ArgN aN) const;

调用操作符是调用function的方法。你不能调用一个空的 function ，那样会抛出一个bad_function_call的异常。调用操作符的执行会调用function中的函数或函数对象，并返回它的结果。
下面分别给出使用function来包装普通函数，函数对象和类的成员函数的参考代码。

1、普通函数

int Add(int x, int y)
{
return x+y;
}
function<int (int,int)> f = Add;
int z = f(2, 3);
2、函数对象

class CStudent
{
public:
void operator() (string strName, int nAge)
{
cout << strName << " : " << nAge << endl;
}
};
3、类的成员函数

struct TAdd
{
int Add(int x,int y)
{
return x+y;
}
};
function<int (TAdd *, int, int)> f = TAdd::Add;
TAdd tAdd;
f(&tAdd, 2, 3); // 如果前面的模板参数为传值或引用，直接传入tAdd即可接下来我们来看看使用function来保存函数对象状态的情况。考虑下面的代码：

class CAdd
{
public:
CAdd():m_nSum(0) { NULL; }
int operator()(int i)
{
m_nSum += i;
return m_nSum;
}

int Sum() const
{
return m_nSum;
}

private:
int m_nSum;
};

int main()
{
CAdd add;
function<int (int)> f1 = add;
function<int (int)> f2 = add;
cout << f1(10) << "," << f2(10) << "," << add.Sum() << endl;
return 0;
}

可能和大家想象的结果不一样，上面程序的输出是：10,10,0。我们将同一个函数对象赋值给了两个function，然后分别调用了这两个function，但函数对象中m_nSum的状态并没有被保持，问题出在哪儿呢？这是因为function的缺省行为是拷贝一份传递给它的函数对象，于是f1和f2中保存的都是add对象的拷贝，调用f1和f2后，add对象中的值并没有被修改。

C++ 11中提供了ref和cref函数，来提供对象的引用和常引用的包装。要使function能够正确地保存函数对象的状态，我们可以这样来修改代码：

CAdd add;
function<int(int)> f1 = ref(add);
function<int(int)> f2 = ref(add);

另外，在两个function之间赋值时，如果源function保存的是函数对象的拷贝，则目标function保存的也是函数对象的拷贝；如果源function保存的是函数对象的引用，则目标function保存的也是函数对象的引用。