如何使用 std::function 撰寫 Callback Function？

前言

std::function 是 c++11 後的新功能，定義於 header <functional> 中。有點像是 c 語言中的 function pointer，除此之外，也有更廣泛的應用，任何 CopyConstructable 的 Callable 物件皆可以 std::function 儲存、複製以及調用。

舉例來說，function, lambda expression, bind expression 是這類型的物件，另外，像是成員函數 (member function) 、資料成員 (member data) 的指標，也是 std::function 的範疇。

其中儲存的可呼叫的物件即是 std::function 的目標 (target)。假如今天我們沒有給定任何目標，則此種情形稱作 empty，並且會丟出 std::bad_function_call 的 exception。

而 callback function 中文通常翻譯成回調函式或回呼函式，是指一個能藉由參數傳遞通往另外一個函式的函式。

方法

首先，我們先來看 std::function 的定義

template<class R, class... args>
class function<R(args)>

由此可見，如果要使用 function 這個類別，在初始化時我們要先定義傳入的類別型態 args 與傳出的類別型態 R。這兩個參數對應了 Callable 物件中的參數與回傳型態，如果沒有回傳值或傳入值，則以 void 表示。以下是一個簡單的例子，

std::function<void(int, float)> callback;

我們定義了一個實例了一個名叫 callback 的 std::function，在這個 std::function 中，傳入的參數分別是型態為 int 與 float 的兩個參數，因為沒有回傳值，所以將 R 設為 void。

實例化此 std::function 後，我們需要將實際被呼叫的函式存入其中。std::function 中覆寫了等號的運算子 operator= 作為賦予新目標的方法。也就是如果我們今天我們今天有一個函式叫做 func，其傳入的兩個參數分別是 int、float，我們可以直接以等號賦值。

void func(int a, float b);
callback = func;

範例程式

#include <iostream>
#include <functional>

std::function<void(int, float)> callback;

void add(int a, float b)
{
  	std::cout << a + b << std::endl;
}

void sub(int a, float b)
{
	  std::cout << a - b << std::endl;
}

void func(int a, float b, std::function<void(int, float)> c)
{
	  c(a, b);
}

int main()
{
	  int a = 5;
  	float b = 0.3

    // 5 + 0.3
    callback = add;
 		func(a, b, callback);
  
    // 5 - 0.3
    callback = sub;
    func(a, b, callback);
}