Способы передачи функции(функтора) в качестве аргумента другой функции

#cpp #cpp11

Наткнулся тут на вопрос про std::bind и возник вопрос.

Чем отличается способ с шаблоном

template 
void display( int a[], size_t n, Operation op ) // или Operation&&
{    
    for ( size_t i = 0; i < n; i++ )
    {        
        std::cout << op( a[i] ) << ' ';
    }       
    std::cout << std::endl;
}


от 

void display( int a[], size_t n, std::function operation )
{    
    //...
}


и от

void display( int a[], size_t n, int operation( int ) )
{    

}


Какие возможности и ограничения у того или иного способа, когда их нужно применять.
    

Ответы

Ответ 1

Первый вариант принимает любой объект, не проверяя его тип. Так, если туда передать
что-то, что не может быть вызвано, или что-то, что возвращает тип, который не может
быть использован в cout, то получите не совсем релевантную ошибку компиляции.

Второй вариант принимает любой объект, который может быть вызван. При это согласованность
сигнатур проверяется сразу и выдаётся релевантная ошибка, что позволяет быстрее понять,
где проблема. 

Третий вариант принимает лишь свободные функции и лямбды без состояний и является
более ограниченным чем второй вариант. Использовать третий вариант в современном C++
коде нет никакого смысла.

Касательно применения: стоит всегда использовать std::function, за исключением тех
моментов, когда это по каким-то причинам вредит.


Ответ 2

Первый способ передает функтор в метод статически - что позволяет компилятору заинлайнить
его вызов, если функтор достаточно короткий.

Второй способ позволяет избавиться от шаблонов - но ценой вызова виртуального метода;
такой метод уже не получится заинлайнить в общем случае (тем не менее, компилятор все
еще может заинлайнить его если перед этим заинлайнил display).

Третий способ позволяет передать только функцию, но не функтор.


Ответ 3

Если переданная функция вызывается в цикле, то предпочтительнее передавать ее как
шаблонный параметр, чтобы компилятор мог ее заинлайнить. Обычно функторы - это небольшие
объекты, и их можно передавать по значению.

Если возможности для инлайна нет (например переданная функция кладется в list>),
то можно сразу использовать параметр с типом function.

Указатель на функцию следует использовать только если всегда будет передаваться и
храниться именно указатель на функцию. std::function<> имеет размер около 4 указателей
(зависит от реализации), и иногда хочется избежать x4 расходов на хранение и копирование,
если известно что надо хранить только указатели на функции.