std::function

모두의 코드 내용을 공부하고 정리한 내용입니다.

std::function

• C++에서 호출 가능한 모든 것을 Callable이라 한다
  • 함수가 아님에도 ()로 호출하는 것도 포함.

struct S {
  void operator()(int a, int b) { std::cout << "a + b = " << a + b << std::endl; }
};

int main() {
  S some_obj;

  some_obj(3, 5);
}

• same_obj 는 함수는 아니지만 same_obj 클래스 S 의 객체이다.
• 하지만 same_obj 는 마치 함수 처럼 () 를 이용해서 호출할 수 있다. (실제로는 same_obj.operator()(3, 5))

• C++ 에서는 이러한 Callable 들을 객체의 형태로 보관할 수 있는 std::function 이라는 클래스를 제공한다.
• function 객체는 템플릿 인자로 전달 받을 함수의 타입을 갖는다
• 여기서 함수의 타입이라 하면, 리턴값과 함수의 인자들이다.

int some_func1(const std::string& a) {
  std::cout << "Func1 호출! " << a << std::endl;
  return 0;
}

struct S {
  void operator()(char c) { std::cout << "Func2 호출! " << c << std::endl; }
};

int main() {
  std::function<int(const std::string&)> f1 = some_func1;
  std::function<void(char)> f2 = S();
  std::function<void()> f3 = []() { std::cout << "Func3 호출! " << std::endl; };

  f1("hello");
  f2('c');
  f3();
}

실행 결과 Func1 호출! hello Func2 호출! c Func3 호출

• f1의 경우 some_fucn1은 int를 리턴하며 const std::string&을 받기에 <int(const std::string&)>을 전달하여 정의했다.
• f2인 경우 단순히 함수 객체를 넘겨주고 인자로 char를 받고 void를 리턴하니 <void(char)> 표현
• f3은 람다 함수로 리턴값, 인자값 모두 void이므로 <void()>으로 정의

멤버 함수를 가지는 std::function

• 멤버 함수를 보관하려면 조금 이야기가 달라진다.
  • 멤버 함수 내에서 this의 경우 자신을 호출한 객체를 의미하는데 그냥 function에 넣게 된다면 this가 무엇인지 알 수 없는 문제가 발생한다.
  • 그냥 함수를 저정하기에 어떤 객체에 대한지 정보가 없음.

class A {
  int c;

 public:
  A(int c) : c(c) {}
  int some_func() { std::cout << "내부 데이터 : " << c << std::endl; }
};

int main() {
  A a(5);
  std::function<int()> f1 = a.some_func;
}

• 컴파일 오류가 난다.
• f1 을 호출하였을 때 함수의 입장에서 자신을 호출하는 객체가 무엇인지 알 길이 없기 때문에 c를 참조 하였을 때 어떤 객체의 c 인지를 알 수 없다.
• 따라서 f1에 a에 관한 정보도 추가로 전달해야 한다.

• 이를 해결할까?
• 사실 멤버 함수들은 구현 상 자신을 호출한 객체를 인자로 암묵적으로 받고있다.

class A {
  int c;

 public:
  A(int c) : c(c) {}
  int some_func() {
    std::cout << "비상수 함수: " << ++c << std::endl;
    return c;
  }

  int some_const_function() const {
    std::cout << "상수 함수: " << c << std::endl;
    return c;
  }

  static void st() {}
};

int main() {
  A a(5);
  std::function<int(A&)> f1 = &A::some_func;
  std::function<int(const A&)> f2 = &A::some_const_function;

  f1(a);
  f2(a);
}

실행 결과 비상수 함수: 6 상수 함수: 6

std::function<int(A&)> f1 = &A::some_func;
std::function<int(const A&)> f2 = &A::some_const_function;

• 와 같이 원래 인자에 추가적으로 객체를 받는 인자를 전달해주면 된다.
• 이 때 상수 함수의 경우 당연히 상수 형태로 인자를 받아야 하고 (const A&),
• 반면에 상수 함수가 아닌 경우 단순히 A& 의 형태로 인자를 받으면 된다.

• 앞서 다르게 &A::some_func 함수 이름 앞에 &가 붙어있다.
  • A::은 클래스의 멤버 함수를 나타내기 위해 사용했고
• 이는 C++의 규칙인데 멤버 함수가 아닌 모든 함수는 이름이 함수의 주소값으로 암시작 변환이 일어나지만
• 멤버함수의 경우 그렇지 않아서 명시적으로 &를 사용해 주소값을 전달한다.

---

개인 공부 기록용 블로그입니다.
틀린 부분 있으다면 지적해주시면 감사하겠습니다!!