你有沒有遇到過這種場景？

寫回調(diào)函數(shù)時，糾結(jié)到底該用“函數(shù)指針”還是“l(fā)ambda”？又或者，看到 C++ STL 里頻繁出現(xiàn)的“函數(shù)對象（仿函數(shù)）”，忍不住一臉懵圈：這仨玩意兒，真的有那么多區(qū)別嗎？

今天，我們就來一口氣講清楚這三個在 C++ 中常見的“可調(diào)用對象”，不僅要分清它們的語法差異，更要搞懂 它們背后的性能差異 和 實際應(yīng)用建議。

一、三個概念先講清

? 函數(shù)指針（Function Pointer）

最傳統(tǒng)的調(diào)用方式，C語言遺產(chǎn)。

void say_hello() {  std::cout << "Hello!\n"; }  void call(void (*func)()) {  func(); // 函數(shù)指針調(diào)用 } 

適合傳遞普通函數(shù)，語法較繁瑣，對類型要求嚴格，不支持捕獲外部變量。

? 函數(shù)對象 / 仿函數(shù)（Function Object）

本質(zhì)是一個“重載了 operator() 的類”，可以像函數(shù)一樣使用對象。

struct Adder {  int operator()(int a, int b) const {  return a + b;  } }; 

優(yōu)點是可攜帶狀態(tài)、可內(nèi)聯(lián)優(yōu)化，STL 算法中大量使用，比如 std::sort 搭配比較器。

? Lambda 表達式

C++11 后的香餑餑，本質(zhì)是一個匿名的函數(shù)對象，寫法靈活、可捕獲變量。

auto adder = [](int a, int b) { return a + b; }; 

既能像函數(shù)指針那樣使用，又能像函數(shù)對象一樣攜帶狀態(tài)，兼具兩者優(yōu)點。

二、核心問題：哪個性能更高？

結(jié)論先行：

函數(shù)對象 ≈ lambda > 函數(shù)指針 > std::function

是不是有點出乎意料？我們一個個講。

1. 函數(shù)對象 vs lambda：幾乎打平

因為 lambda 本質(zhì)就是編譯器幫你生成的匿名函數(shù)對象，它們都是 編譯期類型、可以被 內(nèi)聯(lián)優(yōu)化。

舉個例子：

#include  #include   std::vector<int> vec = {3, 1, 4, 1, 5};  std::sort(vec.begin(), vec.end(), [](int a, int b) {  return a > b; }); 

這個 lambda 表達式，最終會被編譯器轉(zhuǎn)成類似如下結(jié)構(gòu)：

struct Comp {  bool operator()(int a, int b) const { return a > b; } }; 

也就是說，從性能角度來看，lambda 和你手寫的函數(shù)對象效果是一樣的，區(qū)別只是有沒有名字而已。

優(yōu)勢：可內(nèi)聯(lián)優(yōu)化、零額外開銷劣勢：略顯抽象，捕獲變量時可能造成誤用（比如引用捕獲生命周期問題）

2. 函數(shù)指針：靈活但“冷門”

函數(shù)指針因為是 運行時確定的函數(shù)地址，所以不能內(nèi)聯(lián)，性能略差。

void foo() { std::cout << "Hello\n"; } void run(void (*fp)()) { fp(); } 

相比函數(shù)對象或 lambda，它的開銷略高，主要體現(xiàn)在：

• 無法內(nèi)聯(lián) → 函數(shù)調(diào)用成本更高
• 不能攜帶狀態(tài) → 擴展性差
• 類型不靈活 → 泛型編程不友好

但它依然有用武之地，比如你要調(diào)用某個庫函數(shù)的鉤子、處理 C 風(fēng)格 API（如 qsort）時，函數(shù)指針是必須的。

3. std::function：最靈活也最慢

std::function 是一個 類型擦除容器，可以包裝任意可調(diào)用對象（包括函數(shù)指針、lambda、仿函數(shù)等），代價是：

• 要在堆上分配空間（如果可調(diào)用對象太大）
• 無法內(nèi)聯(lián)
• 性能開銷比前三者都大

std::function<void()> func = [] { std::cout << "Hello\n"; }; 

建議在 必須多態(tài)傳參 或 統(tǒng)一接口 場景下使用，其他場景謹慎上。

三、實際開發(fā)怎么選？

場景	推薦使用	原因
STL 算法排序、查找等	lambda / 仿函數(shù)	編譯期優(yōu)化，零開銷
回調(diào)函數(shù) / 鉤子傳參	函數(shù)指針	簡潔直觀
狀態(tài)攜帶、靈活封裝	lambda / 仿函數(shù)	可維護性強
多態(tài)可調(diào)用對象封裝	std::function	提高通用性，犧牲性能

總結(jié)：不要為了“酷”而用 lambda

雖然 lambda 是現(xiàn)代 C++ 的明星，但它并非萬能：

• 如果你只需要傳個裸函數(shù)地址，用函數(shù)指針更輕量；
• 如果你需要封裝復(fù)雜邏輯，lambda、仿函數(shù)才是首選；
• 如果你想要靈活接口、動態(tài)傳參，那就老老實實用 std::function 吧。

?最重要的是：理解每種可調(diào)用對象的代價和場景，才是“高效”的真諦。