c++如何使用C++23的std::move_only_function_c++高性能的移动语义函数包装器

冰火之心

发布时间：2026-01-16 14:11:53

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来源于php中文网

原创

c++kquote>std::move_only_function是C++23引入的仅支持移动的可调用包装器，1. 语法类似std::function但不支持拷贝；2. 可包装unique_ptr等不可复制对象；3. 性能更高因无需复制开销和引用计数；4. 适用于异步任务、回调系统等场景；5. 需C++23支持且传递必须用std::move。

c++如何使用c++23的std::move_only_function_c++高性能的移动语义函数包装器

在 C++23 中，std::move_only_function 是一个全新的可调用对象包装器，它支持移动语义，不强制要求被包装的可调用对象满足可复制（CopyConstructible）条件。相比传统的 std::function，它更轻量、性能更高，特别适合用于只移动（move-only）类型的闭包，比如捕获了 unique_ptr 或其他不可复制对象的 lambda。

基本用法与语法

std::move_only_function 的使用方式与 std::function 非常相似，只是它不支持拷贝，只能移动。

其模板参数是函数签名，例如：

std::move_only_function

表示一个接受两个 int 并返回 int 的函数对象。

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示例代码：

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#include 
#include 

int main() {
    // 包装一个 lambda（捕获了 move-only 对象）
    auto func = std::move_only_function{
        [](int a, int b) { return a + b; }
    };

    std::cout << func(3, 4) << "\n";  // 输出 7

    // 可以移动，但不能复制
    auto func2 = std::move(func);  // OK
    // auto func3 = func;           // 错误：不可复制

    std::cout << func2(5, 6) << "\n"; // 输出 11
}

为什么比 std::function 更高性能？

std::move_only_function 在实现上可以避免为“复制”能力付出额外代价：

不需要内部使用引用计数或复杂的共享状态管理。
存储小型可调用对象时更容易进行函数内联和小对象优化（SOO）。
没有对目标类型 CopyConstructible 的约束，允许包装 unique_ptr、std::promise、std::async 返回值等。

这意味着在异步任务、回调系统、事件处理器中，你可以直接传递 move-only 的 lambda，无需担心生命周期或额外拷贝开销。

实际应用场景示例

假设你要设计一个简单的异步任务队列，任务是一次性执行的，且可能包含不可复制资源：

#include 
#include 
#include 
#include 

using Task = std::move_only_function;

std::vector tasks;

void enqueue(Task task) {
    tasks.push_back(std::move(task));
}

int main() {
    auto ptr = std::make_unique(42);

    enqueue([p = std::move(ptr)]() mutable {
        std::cout << "Value: " << *p << "\n";
        p.reset(); // 使用后释放
    });

    // 执行任务
    for (auto& task : tasks) {
        task();
    }

    tasks.clear();
}

这个例子中，lambda 捕获了一个 unique_ptr，这是 std::function 无法直接持有的（除非你手动包装成 shared_ptr），而 std::move_only_function 完美支持。

注意事项

必须使用 C++23 编译选项（如 -std=c++23 或 /std:c++23）。
目前并非所有编译器都完全支持（GCC 13+、Clang 16+ 支持较好）。
不能拷贝，所有传递必须通过 std::move。
调用已移动出的对象会引发未定义行为（类似 std::function）。

基本上就这些。如果你在写高性能回调系统、协程适配器或事件驱动架构，std::move_only_function 是比 std::function 更现代、更高效的选择。

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