C++回調函數(callback)與仿函數(functor)的異同
許式偉 (版權聲明)
2007-3-3
回調函數(callback)與仿函數(functor)很多時候從用途上來看很相似，以致于我們經常將它們相提并論。例如：
inline bool compare(int a, int b)
{
return a > b;
}
struct comparer {
bool operator()(int a, int b) const {
return a > b;
}
};
void main()
{
std::vector<int> vec, vec2;
std::sort(vec.begin(), vec.end(), compare);
std::sort(vec2.begin(), vec2.end(), comparer());
}
仿函數(functor)之所以稱為仿函數，是因為這是一種利用某些類對象支持operator()的特性，來達到模擬函數調用效果的技術。
如果這里vec, vec2這兩個vector的內容一樣，那么從執行結果看，使用回調函數compare與使用仿函數comparer是一樣的。
那么，我們應該用回調，還是用仿函數？
很多人都說用仿函數吧，回調函數是丑陋的，代碼不太象C++風格。
但其實問題的本質不是在代碼風格上，仿函數與回調函數各有利弊，不能一概而論。
仿函數(functor)的優點
我的建議是，如果可以用仿函數實現，那么你應該用仿函數，而不要用回調。原因在于：
- 仿函數可以不帶痕跡地傳遞上下文參數。而回調技術通常使用一個額外的void*參數傳遞。這也是多數人認為回調技術丑陋的原因。
- 更好的性能。
仿函數技術可以獲得更好的性能，這點直觀來講比較難以理解。你可能說，回調函數申明為inline了，怎么會性能比仿函數差？我們這里來分析下。我們假設某個函數func（例如上面的std::sort）調用中傳遞了一個回調函數（如上面的compare），那么可以分為兩種情況：
- func是內聯函數，并且比較簡單，func調用最終被展開了，那么其中對回調函數的調用也成為一普通函數調用（而不是通過函數指針的間接調用），并且如果這個回調函數如果簡單，那么也可能同時被展開。在這種情形下，回調函數與仿函數性能相同。
- func是非內聯函數，或者比較復雜而無法展開（例如上面的std::sort，我們知道它是快速排序，函數因為存在遞歸而無法展開）。此時回調函數作為一個函數指針傳入，其代碼亦無法展開。而仿函數則不同。雖然func本身復雜不能展開，但是func函數中對仿函數的調用是編譯器編譯期間就可以確定并進行inline展開的。因此在這種情形下，仿函數比之于回調函數，有著更好的性能。并且，這種性能優勢有時是一種無可比擬的優勢（對于std::sort就是如此，因為元素比較的次數非常巨大，是否可以進行內聯展開導致了一種雪崩效應）。
仿函數(functor)不能做的？
話又說回來了，仿函數并不能完全取代回調函數所有的應用場合。例如，我在std::AutoFreeAlloc中使用了回調函數，而不是仿函數，這是因為AutoFreeAlloc要容納異質的析構函數，而不是只支持某一種類的析構。這和模板（template）不能處理在同一個容器中支持異質類型，是一個道理。
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