C++ 具名要求-全库范围的概念 - 能以函数调用语法进行调用的对象（FunctionObject）- 定义了调用操作的类型（Callable）

此页面中列出的具名要求，是 C++ 标准的规范性文本中使用的具名要求，用于定义标准库的期待。

某些具名要求在 C++20 中正在以概念语言特性进行形式化。在那之前，确保以满足这些要求的模板实参实例化标准库模板是程序员的重担。若不这么做，则可能导致非常复杂的编译器诊断。

全库范围的概念

能以函数调用语法进行调用的对象

C++ 具名要求： FunctionObject

函数对象 (FunctionObject) 类型是可用在函数调用运算符左侧的对象的类型。

要求

若满足下列条件，则类型 T 满足 FunctionObject

• 类型 T 满足 std::is_object，且

给定

• T 或 const T 类型的值 f
• args，为适合的实参列表，可以为空

则下列表达式必须合法：

表达式	要求
f(args)	进行函数调用

注解

函数和到函数的引用不是函数对象类型，但因为函数到指针隐式转换，它们能用在期待函数对象类型的地方。

标准库

• 所有函数指针都满足此要求。
• 所有定义于 <functional> 的函数对象。
• 某些 <functional> 的函数的返回类型。

定义了调用操作的类型

C++ 具名要求： Callable

可调用 (Callable) 类型是可应用 INVOKE 操作（例如用于 std::function、std::bind 和 std::thread::thread）的类型。此操作可以用库函数 std::invoke 显式进行。 (C++17 起)

要求

若满足下列条件，则类型 T 满足可调用 (Callable)

给定

• T 类型的对象 f
• 适合的实参类型列表 ArgTypes
• 适合的返回类型 R

则下列表达式必须合法：

表达式	要求
INVOKE<R>(f, std::declval<ArgTypes>()...)	该表达式在不求值语境中良构

其中 INVOKE<R>(f, t1, t2, ..., tN)，若 R 是可有 cv 限定的 void，则定义为 static_cast<void>(INVOKE(f, t1, t2, ..., tN))，否则为 INVOKE(f, t1, t2, ..., tN)，隐式转换成 R

其中 INVOKE(f, t1, t2, ..., tN) 定义如下：

• 若 f 是类 T 的成员函数指针：

• 若 std::is_base_of<T, std::remove_reference_t<decltype(t1)>>::value 为 true，则 INVOKE(f, t1, t2, ..., tN) 等价于 (t1.*f)(t2, ..., tN)
• 否则，若 std::remove_cvref_t<decltype(t1)> 为 std::reference_wrapper 的特化，则 INVOKE(f, t1, t2, ..., tN) 等价于 (t1.get().*f)(t2, ..., tN) (C++17 起)
• 否则，若 t1 不满足前述条件，则 INVOKE(f, t1, t2, ..., tN) 等价于 ((*t1).*f)(t2, ..., tN)。

• 否则，若 N == 1 且 f 是类 T 的数据成员指针：

• 若 std::is_base_of<T, std::remove_reference_t<decltype(t1)>>::value 为 true，则 INVOKE(f, t1) 等价于 t1.*f
• 否则，若 std::remove_cvref_t<decltype(t1)> 是 std::reference_wrapper 的特化，则 INVOKE(f, t1) 等价于 t1.get().*f (C++17 起)
• 否则，若 t1 不满足前述条件，则 INVOKE(f, t1) 等价于 (*t1).*f

• 否则，INVOKE(f, t1, t2, ..., tN) 等价于 f(t1, t2, ..., tN)（即 f 是一个函数对象 (FunctionObject) ）

注解

对于成员函数指针和数据成员指针，t1 可以是一个常规指针或一个重载了 operator* 的类的对象，例如 std::unique_ptr 或 std::shared_ptr。

数据成员指针为可调用 (Callable) ，尽管并不发生函数调用。

标准库

此外，下列标准库设施接受任何可调用 (Callable) 类型（不仅是函数对象 (FunctionObject) ）

std::function

std::bind

std::result_of

std::thread::thread

std::call_once

std::async

std::packaged_task

std::reference_wrapper

调用示例

#include <iostream>
#include <functional>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <future>

int main()
{
    std::cout << std::boolalpha;
    //匿名函数
    auto function1 = [](int a)
    {
        std::cout << "std::this_thread::get_id() " << __FUNCTION__ << " : "
                  << std::this_thread::get_id() << std::endl;
        return a % 2 == 0;
    };
    std::cout << "std::is_object<decltype(function1)>::value:   "
              << std::is_object<decltype(function1)>::value << std::endl;
    std::cout << "call function1(1023): " << function1(1023) << std::endl;
    std::cout << "call function1(1024): " << function1(1024) << std::endl;
    std::cout << "typeid(function1).name():     "
              << typeid(function1).name() << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    std::function<bool(int)> function2 = function1;
    std::cout << "std::is_object<decltype(function2)>::value:   "
              << std::is_object<decltype(function2)>::value << std::endl;
    std::cout << "call function2(1023): " << function2(1023) << std::endl;
    std::cout << "call function2(1024): " << function2(1024) << std::endl;
    std::cout << "typeid(function2).name():     "
              << typeid(function2).name() << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    std::packaged_task<bool(int)> function3(function2);
    std::future<bool> result1023 = function3.get_future();
    std::thread thread(std::move(function3), 1024);
    thread.join();
    std::cout << "std::is_object<decltype(function3)>::value:   "
              << std::is_object<decltype(function3)>::value << std::endl;
    std::cout << "call function3(1023): " << result1023.get() << std::endl;
    std::cout << "typeid(function3).name():     "
              << typeid(function3).name() << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    std::once_flag flag1;
    std::call_once(flag1, function2, 1024);

    std::async(std::launch::async, function2, 1024);
    std::async(std::launch::deferred, function2, 1024);

    return 0;
}

输出

std::is_object<decltype(function1)>::value:   true
std::this_thread::get_id() operator() : 1
call function1(1023): false
std::this_thread::get_id() operator() : 1
call function1(1024): true
typeid(function1).name():     Z4mainEUliE_

std::is_object<decltype(function2)>::value:   true
std::this_thread::get_id() operator() : 1
call function2(1023): false
std::this_thread::get_id() operator() : 1
call function2(1024): true
typeid(function2).name():     St8functionIFbiEE

std::this_thread::get_id() operator() : 2
std::is_object<decltype(function3)>::value:   true
call function3(1023): true
typeid(function3).name():     St13packaged_taskIFbiEE

std::this_thread::get_id() operator() : 1
std::this_thread::get_id() operator() : 3