为什么 std::function 没有进行类型检查？

Question

#include <functional>

void toggleOk(bool& b) { b = !b; }
void toggleBroken(bool b) { b = !b; }
void toggleInt(int i) { i = !i; }
void tooManyParams(bool b, int i) { i = !b; }

int main()
{
    typedef std::function<void(bool&)> CallbackType;
    typedef std::function<void(bool)> WrongCallbackType;

    CallbackType cb1 = [](bool b) { b = !b; }; // Should throw error - missing reference
    CallbackType cb2 = toggleOk; // Ok

    CallbackType cb3 = toggleBroken; // Should throw error - missing reference
    CallbackType cb4 = toggleInt; // Should throw error - integer instead of bool

    WrongCallbackType cb5 = toggleBroken; // Ok

    CallbackType cb6 = cb5; // Type checking not even applying between std::functions

    CallbackType cb7 = tooManyParams; // Only this statement throws error

    return 0;
}

考虑上面的例子中，其被创建一束具有回调的参考来bool作为参数。除了最后一个 callback cb7，这段代码可以很好地编译和运行，即使存储在回调对象中的大多数函数与参数的引用或类型不匹配。

我遇到这种行为与VS19 / C ++ 20与存储在拉姆达std::function，但是我已经试过了Windows中两个截然不同的G ++编译器这个例子中，额外的诊断启用和C ++ 17 / C ++ 2A甚至没有人报告警告。

我的问题是 - 这是预期的行为还是错误？为什么？

Answer 1

是的，这是从定义的行为 std::function

的std::function使用类型擦除机制到经纱几乎所有类型的可调用的对象，以及参数化以非const，非参考非易失性参数和调用的返回类型。

您需要使用平面类型函数指针来获取代码中的预期错误

void toggleOk(bool& b) { b = !b; }
void toggleBroken(bool b) { b = !b; }
void toggleInt(int i) { i = !i; }
void tooManyParams(bool b, int i) { i = !b; }

int main()
{
    // typedef std::function<void(bool&)> CallbackType;
    // typedef std::function<void(bool)> WrongCallbackType;
    using CallbackType = void(*)(bool&);
    using WrongCallbackType = void(*)(bool);
    CallbackType cb1 = [](bool b) { b = !b; }; // error 

    CallbackType cb2 = toggleOk; // Ok

    CallbackType cb3 = toggleBroken; // error 
    CallbackType cb4 = toggleInt; // error

    WrongCallbackType cb5 = toggleBroken; // Ok
    CallbackType cb6 = cb5; // error

    return 0;
}

现在在上面CallbackType和WrongCallbackType是不同的类型，并且会产生您预期的错误。

但是，您只能在 lambda 的情况下使用函数指针类型（如上所示），前提是它是无状态的（不捕获任何内容）。