c++可以用某种std::function表达任意的std::function吗？

Question

C++版本是11

我的需求是这样的：

我需要实现一个注册事件回调函数的方法，模型如下：

Server::on(std::string event_name, callback handler)
{
}

其中，callback的参数和event_name有关。例如：

int (*onReceive)(Server *, EventData *);
void (*onStart)(Server *serv);

也就是说，我需要用一种callback来表达出以下两种参数的回调函数：

(Server *, EventData *)
(Server *serv)

请问这个可以通过std::function实现吗？或者说有其他的方法实现？

举一个具体的例子，我知道代码会有问题，但是可以更加清晰的表达我的想法：

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <functional>
#include <vector>

class server
{

public:

template <class... Args>
std::vector<std::string, std::function<void(Args... args)>> callbacks;

template <class... Args>
void on(std::string event_name, std::function<void(server *serv, Args... args)> fn)
{
    callbacks[event_name] = fn;
}

void event_loop(Event event)
{
    if (event == "start")
    {
        callbacks[event_name](this);
    }
    if (event == "receive")
    {
        callbacks[event_name](this, data);
    }
}
};

int main(int argc, char const *argv[])
{
    server serv;

    serv.on("Start", [](server *serv)
    {
    std::cout << "server start..." << std::endl;
    });

    serv.on("Receive", [](server *serv, EventData *data)
    {
    // 读取客户端发来的数据，处理业务逻辑
    });
    
    serv.start(); // 启动服务器

    return 0;
}

Answer 1

std::function无法表达任意可调用对象。

如果你需要从callback调用，那么要让一组可调用对象构成重载。

1. 为callback类型设计一个抽象类。参数用指针或智能指针传递。
2. 在C++11下可通过模板元编程实现：这里根据你给出的接口设计，提供一个相对完整的实现：https://wandbox.org/permlink/...

如果不需要从callback调用，那么用类似std::variant或boost::variant的容器作为形式参数，然后根据事件类型来赋值。

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伪代码中的问题：

以下三点对你的伪代码都有不同程度的假设，没有详尽分析可能性。

1. 调用server::on时，实际参数如果是lambda expression，就得提供模板参数（因为你这样写无法推导），即serv.on<EventData *>("Receive", [](server *serv, EventData *data) {});。如果你想要一个可以推导的写法，那么需要用到类似callable_trait的萃取，这个标准库是没有的。
2. 函数event_loop里指明了调用时所有可能的参数表，这些参数表必须提供给callbacks。否则server本身得是一个模板才行。
3. callbacks得是一个异质关联容器，你写的是变量模板声明。boost的c++11下模板元编程库mp11提供了这种容器。

如果以callbacks的声明为重点，那么你思路的技术难点是异质关联容器的访问和修改。你需要熟练掌握这种容器在C++11下的用法。标准库没有提供这方面的支持，最终也不是写一个server类能够完成的。
如果以调用callbacks[event_name](this);为重点，那么抽象类会是一个很好的解决方案，或者用variant。
其余部分都会展开太多可能性。