1. 函數作用

boost::function 是 Boost 庫提供的一個 通用函數封裝器，可用于存儲、傳遞和調用任意可調用對象（如普通函數、函數指針、Lambda、函數對象、成員函數指針等）。它類似于 C++11 及以上標準的 std::function。

作用總結：

• 可以存儲不同類型的可調用對象。
• 可以實現回調機制。
• 提供類型安全的函數調用接口。
• 允許運行時動態綁定函數。

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2. 函數原型

boost::function 是模板類，其基本形式為：

template<typename Signature>
class boost::function;

其中 Signature 是函數簽名，形式為：

RetType(ArgTypes...)

例子：

boost::function<int(int, int)> func;

表示 func 可以存儲任何返回 int，參數為兩個 int 的函數。

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3. 參數說明

• Signature：函數簽名，指定返回類型和參數類型。

• 賦值對象：

  • 普通函數指針
  • 函數對象（重載 operator() 的類）
  • Lambda 表達式
  • 成員函數指針（需要綁定實例或使用 boost::bind）

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4. 使用步驟

1. 包含頭文件

#include <boost/function.hpp>
#include <boost/bind/bind.hpp>  // 如果需要綁定成員函數

2. 聲明函數對象

boost::function<返回類型(參數類型...)> func;

3. 賦值可調用對象

func = 普通函數指針;
func = lambda表達式;
func = 函數對象;
func = boost::bind(&類::成員函數, 對象, _1, _2);

4. 調用函數

func(arg1, arg2);

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5. 代碼示例

示例 1：普通函數

#include <iostream>
#include <boost/function.hpp>int add(int a, int b) {return a + b;
}int main() {boost::function<int(int, int)> func = add;std::cout << "3 + 5 = " << func(3, 5) << std::endl;return 0;
}

示例 2：Lambda 表達式

boost::function<int(int,int)> func = [](int a, int b){ return a*b; };
std::cout << "3*5 = " << func(3,5) << std::endl;

示例 3：函數對象

struct Multiply {int operator()(int a, int b) {return a * b;}
};boost::function<int(int,int)> func = Multiply();
std::cout << func(4,5) << std::endl;

示例 4：成員函數

struct MyClass {int add(int a, int b) { return a + b; }
};MyClass obj;
boost::function<int(int,int)> func = boost::bind(&MyClass::add, &obj, _1, _2);
std::cout << func(10, 20) << std::endl;

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6. 關鍵注意事項

1. 類型匹配嚴格

   • boost::function 的函數簽名必須與被賦值對象完全匹配。

2. 可為空

   • 默認構造的 boost::function 對象為空，可通過 func.empty() 檢查。
   • 調用空函數對象會拋出異常 boost::bad_function_call。

3. 性能開銷

   • boost::function 支持類型擦除，因此存在一定的運行時開銷。

4. 拷貝與賦值

   • 支持拷貝構造和賦值操作，但內部實現是深拷貝。

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7. 高級用法

1. 結合 boost::bind 綁定參數

boost::function<int(int)> func = boost::bind(add, 5, _1);
std::cout << func(10); // 輸出 15

2. 存儲不同類型的函數

boost::function<void()> f;
f = [](){ std::cout << "Lambda\n"; };
f();
f = [](){ std::cout << "Another Lambda\n"; };
f();

3. 回調機制

void process(boost::function<void(int)> callback) {for(int i=0;i<3;i++)callback(i);
}process([](int n){ std::cout << n << "\n"; });

4. 與多態結合

• 可以存儲不同類成員函數，但簽名相同。
• 可實現策略模式或事件驅動系統。

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總結：
boost::function 是一種 類型安全、可存儲任意可調用對象的函數封裝器，常用于回調、事件系統和動態綁定場景。在 C++11 及以上，std::function 提供了完全相同的功能，但 boost::function 在老項目或對 Boost 特性依賴時仍然非常實用。

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8. 實際應用場景實例

下面是一些boost::function 的實際應用場景實例**，覆蓋回調、事件系統、策略模式、多態調用等，既有基礎也有高級用法。

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1. GUI 或事件回調

在事件驅動程序中，boost::function 可以存儲回調函數：

#include <iostream>
#include <boost/function.hpp>
#include <vector>class Button {
public:boost::function<void()> onClick;void click() {if(onClick) onClick();  // 調用回調}
};int main() {Button btn;btn.onClick = [](){ std::cout << "Button clicked!\n"; };btn.click(); // 輸出: Button clicked!// 可以動態修改回調btn.onClick = [](){ std::cout << "Another action!\n"; };btn.click(); // 輸出: Another action!
}

應用場景：GUI、事件驅動系統、信號槽機制。

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2. 數學計算策略模式

可以動態替換算法，實現策略模式：

#include <iostream>
#include <boost/function.hpp>double add(double a, double b) { return a + b; }
double multiply(double a, double b) { return a * b; }int main() {boost::function<double(double,double)> strategy;strategy = add;std::cout << "Add: " << strategy(3,5) << std::endl;  // 8strategy = multiply;std::cout << "Multiply: " << strategy(3,5) << std::endl;  // 15
}

應用場景：動態選擇算法或處理策略，如金融計算、圖像處理算法選擇。

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3. 成員函數綁定

#include <iostream>
#include <boost/function.hpp>
#include <boost/bind/bind.hpp>struct Printer {void printNumber(int n) { std::cout << "Number: " << n << std::endl; }
};int main() {Printer p;boost::function<void(int)> func = boost::bind(&Printer::printNumber, &p, _1);func(42); // 輸出: Number: 42
}

應用場景：將類成員方法作為回調或任務傳遞，常見于任務調度、異步操作。

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4. 異步任務調度

結合任務隊列或線程池使用：

#include <iostream>
#include <boost/function.hpp>
#include <vector>
#include <thread>void asyncTask(boost::function<void()> task) {std::thread t([task](){ task(); });t.detach();
}int main() {boost::function<void()> task = [](){ std::cout << "Task executed asynchronously\n"; };asyncTask(task);std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); // 等待任務執行
}

應用場景：線程池、異步任務、事件回調系統。

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5. 參數綁定與偏函數

利用 boost::bind 綁定部分參數：

#include <iostream>
#include <boost/function.hpp>
#include <boost/bind/bind.hpp>int compute(int a, int b, int c) {return a + b * c;
}int main() {boost::function<int(int,int)> func = boost::bind(compute, 2, _1, _2);std::cout << func(3,4) << std::endl;  // 輸出: 2 + 3*4 = 14
}

應用場景：任務預配置、偏函數應用、參數固定化。

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6. 多態回調

存儲不同類對象的成員函數，只要簽名一致：

#include <iostream>
#include <boost/function.hpp>
#include <boost/bind/bind.hpp>struct A {void say() { std::cout << "Hello from A\n"; }
};struct B {void say() { std::cout << "Hello from B\n"; }
};int main() {boost::function<void()> func;A a; B b;func = boost::bind(&A::say, &a); func(); // 輸出: Hello from Afunc = boost::bind(&B::say, &b); func(); // 輸出: Hello from B
}

應用場景：動態選擇對象方法、插件系統、策略切換。

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7. 數值計算回調

用于迭代、求根或積分函數傳入回調：

#include <iostream>
#include <boost/function.hpp>
#include <cmath>double integrate(boost::function<double(double)> f, double a, double b, int n) {double step = (b-a)/n;double sum = 0;for(int i=0;i<n;i++)sum += f(a + i*step) * step;return sum;
}int main() {auto f = [](double x){ return std::sin(x); };std::cout << "Integral of sin(x) from 0 to pi: " << integrate(f, 0, 3.1415926, 1000) << std::endl;
}

應用場景：數值計算、優化算法、回調式計算。

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