使用 C++20 概念避免 std::function

过去，当我想要回调作为函数参数时，我通常决定使用std::function。在极少数情况下，我绝对从不使用捕获，我使用了typedef改为函数声明。

因此，通常我的带有回调参数的声明看起来像这样：

struct Socket
{
  void on_receive(std::function<void(uint8_t*, unsigned long)> cb);
}

不过，据我所知，std::function实际上在运行时做了一些工作，因为必须解析 lambda 并将其捕获到std::function模板并移动/复制它的捕获（？）。

阅读有关 C++ 20 的新功能后，我想我也许可以利用概念来避免使用std::function并对任何可行函子使用约束参数。

这就是我的问题出现的地方：因为我想在将来的某个时候使用回调函子对象，所以我必须存储它们。由于我没有明确的回调类型，我最初的想法是复制（最终在某个时刻移动）函子到堆并使用std::vector<void*>记下我把它们留在哪里。

template<typename Functor>
concept ReceiveCallback = std::is_invocable_v<Functor, uint8_t*, unsigned long>
                       && std::is_same_v<typename std::invoke_result<Functor, uint8_t*, unsigned long>::type, void>
                       && std::is_copy_constructible_v<Functor>;
struct Socket
{
  std::vector<void*> callbacks;

  template<ReceiveCallback TCallback>
  void on_receive(TCallback const& callback)
  {
    callbacks.push_back(new TCallback(callback));
  }
}

int main(int argc, char** argv)
{
  Socket* sock;
  // [...] inialize socket somehow

  sock->on_receive([](uint8_t* data, unsigned long length)
                   {
                     // NOP for now
                   });

  // [...]
}

虽然这工作得很好，但在实现应该调用仿函数的方法时，我注意到我刚刚推迟了未知/缺失类型的问题。据我的理解，铸造void*函数指针或一些类似的 hack 应该产生 UB - 编译器如何知道我实际上正在尝试调用一个完全未知的类的operator()？

我考虑过将（复制的）函子与指向它的函数指针一起存储operator()定义，但是我不知道如何将函子注入为this在函数内部，如果没有它，我怀疑捕获是否会起作用。

我采用的另一种方法是声明一个纯虚拟接口，该接口声明所需的operator()功能。不幸的是，我的编译器禁止我将仿函数转换为接口，并且我认为也没有合法的方法让 lambda 从中派生。

那么，有没有办法解决这个问题，或者我可能只是滥用模板要求/概念功能？

您使用的初始版本std::function恰恰because它会删除类型。如果您想要类型擦除（而且您显然是这样做的，因为您希望用户能够使用任何类型，而无需您的代码明确知道该类型是什么），那么您需要某种形式的类型擦除。而且类型擦除并不是免费的。

约束是针对模板的。你不want模板函数；您需要一个处理类型擦除的可调用函数的函数。

对于必须比提供者的调用堆栈寿命更长的回调，std::function的开销几乎就是你所需要的。也就是说，“开销”并非毫无意义；而是“开销”。它允许您在回调处理器中存储任意未知类型的对象。