std::function 的模板参数中的 `const` 修饰符和引用有什么作用

Question

我不确定 const 修饰符和引用在 std::function 的模板参数中的效果。例如，在下面的代码中，我应该使用std::function<bool(std::string, std::string)> 还是std::function<bool(const std::string&, const std::string&)> 作为基类？我在 GCC 4.4 中测试了两者，但是没有区别。提前致谢。

#include <iostream>
#include <functional>
#include <string>

//struct FLess : public std::function<bool(std::string, std::string)>
struct FLess : public std::function<bool(const std::string&, const std::string&)>
{
    bool operator () (const std::string& s1, const std::string& s2) const
    {
        return s1 < s2;
    }
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    FLess f;
    std::string a = "a";
    std::string b = "b";
    std::cerr << f(a, b) << std::endl;
    return 0;
}

Answer 1

您不应该从std::function 继承。

您可以像这样抽象底层的函数对象：

void DoSomething(function<void(const string&, const string&) myF)
{
    string s1, s2;
    myF(s1, s2);
}

// usage:

DoSomething(bind(otheFunc, ....));
DoSomething([](const string& s1, const string& s2) { ... });

struct Func
{
    operator()(const string& s1, const string& s2)
    { ... }
}

Func f;
DoSomething(f);

现在回答您的问题，如果您使用const string&，您是在要求编译器不要复制对象并禁止修改。该选择取决于您赋予参数的含义。

对于像数字和小型结构这样的小类型，通过副本传递。

除非您想要执行非常高级的复制/移动优化，否则您最好始终将const& 用于大型类型。我认为string 是一个大类型，除非你确定它永远不会增长。

Answer 2

归结为函数对象的参数类型与它所引用的可调用实体的参数类型之间的兼容性，如果函数的参数类型可以转换为可调用实体参数类型：

void foo(double x, double y);
void bar(const double& x, const double& y);
void fooBar(double& x, double& y);

std::function<void(const double&, const double&)> f;

f = &foo; // OK
f = &bar; // OK
f = &fooBar; // Error on GCC 4.7. Cannot instantiate a double& from const double.

有趣的是，具有 void 返回类型的 std::function 与具有任何返回类型的可调用实体兼容：

int fooBarFoo(const double& x, const double& y);

f = &fooBarFoo; // OK

因此，在您比较通过 const 引用传递而不是通过值传递的情况下，我认为没有明显的区别。

Answer 3

传递对 const 对象的引用避免了复制对象只是为了传递给函数。在您的情况下（一个小字符串），它可能没有引起足够的注意。

如果您正在处理（比如说）几兆字节的字符串，通过引用传递给 const 将避免为（和复制）所有数据分配空间。

同时，大多数编译器在内部实现引用的方式非常类似于指针。由于额外的间接级别，这可能会导致执行速度变慢。对于小项目（char、int、可能是 long），您通常更喜欢按值传递。对于较大的项目（可能是长字符串、矩阵等），您通常更喜欢通过引用传递。如果有疑问，通常通过引用传递——在这个方向上犯错的惩罚通常是相当小的。