Limitations and Problems in std::function and Similar

• 语言: 英语
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• 来源: github.com/CppCon

摘要

文档探讨了C++标准库中std::function及其类似结构的局限性和问题。std::function作为一个多态函数包装器，支持类型擦除和小容量优化，但在实际使用中存在一些问题，如强制使用shared_ptr而非unique_ptr、代码缺乏泛型性以及需要处理大量的模板代码。通过引入function_traits和MoveWrapper，可以减少样板代码，同时支持非const引用。此外，还讨论了std::packaged_task的限制性以及std::apply的功能。

AI总结

《Limitations and Problems in std::function and Similar》总结

本文主要探讨了`std::function`及其类似构造的局限性和问题，并提出了一些改进建议。以下是核心内容的总结：

### 1. `std::function`的特性与问题
- **特性**：
- `std::function`是一个多态函数包装器，可以存储、复制和调用任何具有复制构造的可调用目标。
- 它通过类型擦除实现多态性，并支持小容量优化。
- **局限性**：
- forces the use of `shared_ptr` instead of `unique_ptr`, which is not ideal for resource management.
- lacks genericity and requires unnecessary copies of data.
- 代码冗余较多。

### 2. 任务机制与数据管理
- **任务单元**：
- 每个任务单元的签名为`std::function`。
- 无需数据复制，需减少移动操作。
- **优化目标**：
- 定义了最优移动操作的数量，并通过解决方案改进了实现。
- 解决了`std::function`强制使用`shared_ptr`的问题，使代码更通用。
- 支持非`const`引用的函数（适用于所有平台）。

### 3. 提出的解决方案
- 引入了`MoveWrapper`和`function_traits`等工具，减少了代码冗余。
- 优化了资源管理逻辑，使代码更加高效和灵活。

### 4. 相关工具与应用
- **`std::packaged_task`**：无法直接包装在`std::function`中。
- **`std::apply`**：可用于调用可调用对象时，将元组中的元素展开传递。

总结来说，本文分析了`std::function`的局限性，并通过创新方案改进了资源管理和代码通用性，为类似问题提供了解决思路。