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你有沒有遇到過這種場景？
寫回調函數時，糾結到底該用“函數指針”還是“lambda”？又或者，看到 C++ STL 里頻繁出現的“函數對象（仿函數）”，忍不住一臉懵圈：這仨玩意兒，真的有那么多區別嗎？
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 實際應用建議。
一、三個概念先講清
? 函數指針（Function Pointer）
最傳統的調用方式，C語言遺產。
void say_hello() {std::cout << "Hello!\n";
}void call(void (*func)()) {func(); // 函數指針調用
}
適合傳遞普通函數，語法較繁瑣，對類型要求嚴格，不支持捕獲外部變量。
? 函數對象 / 仿函數（Function Object）
本質是一個“重載了 operator() 的類”，可以像函數一樣使用對象。
struct Adder {int operator()(int a, int b) const {return a + b;}
};
優點是可攜帶狀態、可內聯優化，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，本質是一個匿名的函數對象，寫法靈活、可捕獲變量。
auto adder = [](int a, int b) { return a + b; };
既能像函數指針那樣使用，又能像函數對象一樣攜帶狀態，兼具兩者優點。
二、核心問題：哪個性能更高？
結論先行：
函數對象 ≈ lambda > 函數指針 > std::function
是不是有點出乎意料？我們一個個講。
1. 函數對象 vs lambda：幾乎打平
因為 lambda 本質就是編譯器幫你生成的匿名函數對象，它們都是 編譯期類型、可以被 內聯優化。
舉個例子：
#include <algorithm>
#include <vector>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，最終會被編譯器轉成類似如下結構：
struct Comp {bool operator()(int a, int b) const { return a > b; }
};
也就是說，從性能角度來看，lambda 和你手寫的函數對象效果是一樣的，區別只是有沒有名字而已。
優勢：可內聯優化、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. 函數指針：靈活但“冷門”
函數指針因為是 運行時確定的函數地址，所以不能內聯，性能略差。
void foo() { std::cout << "Hello\n"; }
void run(void (*fp)()) { fp(); }
相比函數對象或 lambda，它的開銷略高，主要體現在：
- 無法內聯 → 函數調用成本更高
- 不能攜帶狀態 → 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，比如你要調用某個庫函數的鉤子、處理 C 風格 API（如 qsort）時，函數指針是必須的。
3. std::function：最靈活也最慢
std::function 是一個 類型擦除容器，可以包裝任意可調用對象（包括函數指針、lambda、仿函數等），代價是：
- 要在堆上分配空間（如果可調用對象太大）
- 無法內聯
- 性能開銷比前三者都大
std::function<void()> func = [] { std::cout << "Hello\n"; };
建議在 必須多態傳參 或 統一接口 場景下使用，其他場景謹慎上。
三、實際開發怎么選？
| 場景 | 推薦使用 | 原因 |
|---|---|---|
| STL 算法排序、查找等 | lambda / 仿函數 | 編譯期優化，零開銷 |
| 回調函數 / 鉤子傳參 | 函數指針 | 簡潔直觀 |
| 狀態攜帶、靈活封裝 | lambda / 仿函數 | 可維護性強 |
| 多態可調用對象封裝 | std::function | 提高通用性，犧牲性能 |
總結：不要為了“酷”而用 lambda
雖然 lambda 是現代 C++ 的明星，但它并非萬能：
- 如果你只需要傳個裸函數地址，用函數指針更輕量；
- 如果你需要封裝復雜邏輯，lambda、仿函數才是首選；
- 如果你想要靈活接口、動態傳參，那就老老實實用
std::function吧。
💡最重要的是：理解每種可調用對象的代價和場景，才是“高效”的真諦。
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