为什么通过引用传递从 std::function 派生的对象会使程序崩溃?

Why passing an object derived from std::function by reference crashes the program?

本文关键字：对象 程序 崩溃 派生 function 引用 为什么 std      更新时间：2023-10-16

如果我通过引用将派生自 std：：function 的对象传递给另一个函数，程序在运行时总是崩溃并出现bad_function_call错误。如以下代码所示：

#include<functional>
#include<iostream>
class foo :public std::function<int(void)> {
public:
int operator()(){return 1;}
};
void bar(const std::function<int(void)>& f) {std::cout << f() << std::endl;}
int main(){
foo f;
bar(f);
}

但是，如果函数对象按值传递，如下所示：

void bar(std::function<int(void)> f)

程序运行正常。我已经在gcc，clang和Visual Studio上测试了该程序，结果是一样的。是什么导致了这种bad_function_call？

std::function::operator()不是虚拟的。

class foo :public std::function<int(void)> {
public:
int operator()(){return 1;}
};

将foo视为std::function时，您编写的operator()没有任何作用。 你有一个空的std::function<int()>，而不是返回 1 的空。

std::function执行基于类型擦除的多态性，而不是基于继承的多态性。 它可以存储任何可以调用、复制和销毁的内容。 您可以按值传递它，存储的可调用对象将随之而来。

从中继承通常不是您想要做的。

class foo {
public:
int operator()(){return 1;}
};

这可以转换为std::function。 事实上，通过此更改，您的代码可以编译和工作。

如果没有此更改，它更喜欢强制转换为基数，并将对(空)基std::function的引用传递给参数。 如果没有继承，它会尝试将foo转换为std::function并成功。

当然，这个foo很愚蠢。

取而代之的是：

int main(){
foo f;
bar(f);
}

我们可以这样做：

int main(){
auto f = []{ return 1; };
bar(f);
}

而且效果也很好。 (上面的 lambda 自动生成一个类，该类在重要方面与上面的foo类型几乎相同。 它也不会继承自std::function。

C++支持多种多态性。 基于继承的多态性(很容易)不允许值类型，并且C++在值类型上蓬勃发展，因此编写std::function是为了处理值类型。

如下@T所述，

void bar(std::function<int(void)> f)

这是有效的，因为编译器在"切片"到基类和使用转换构造函数之间进行选择，并且转换构造函数是C++标准的首选。

void bar(std::function<int(void)> const& f)

这里不是首选，因为不需要进行转换，只需"视为基础"，这比在规则中构造新对象的优先级更高。

在我们传递 lambda 或"非父级"foo 的情况下，"引用父级"的情况不可用，因此从我们的foo(或 lambda)创建一个临时std::function并f绑定到它。

你的重载没有被使用，常量一个(from std::function)与const std::function<int(void)>& f一起使用。 由于您不初始化std::function，它是空的，然后在调用operator ()时抛出。

按值传递时，将从函子(与任何常规函子一样)创建一个std::function，然后std::function调用存储的函子。

但不要从std::function派生，只是使用

auto f = [](){ return 1; };
bar(f);

bar(f);

您正在将类型foo的f传递给bar，但bar的参数const std::function<int(void)>

在这里，foo被上升为常量std::function<int(void)>。

您没有在const std::function<int(void)>中重载运算符()。

所以它抛出运行时错误。

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