为何std::function无法识别函数默认参数？示例解析

问题描述 #

以下是一个使用std::function的C++示例代码：

#include <iostream>
#include <functional>

//一个计算两数之和的函数，参数带有默认值
void SumOfTwoNumbers(int a = 42, int b = 42)
{
    std::cout << "Sum of two numbers :: " << a + b << std::endl;
}

int main()
{
    std::function<void(int, int)> testFunc = SumOfTwoNumbers;

    SumOfTwoNumbers();          //可以正常运行
    testFunc();                 //编译错误          
    testFunc(40, 40);           //可以正常运行

    return 0;
}

直接调用SumOfTwoNumbers()和传参调用testFunc(40,40)都能正常执行，但无参调用testFunc()会触发编译错误，请问为何std::function不能识别原函数的默认参数？

原因分析 #

• 默认参数是编译期的调用语法糖：函数的默认参数是编译器在调用点处理的逻辑——当你直接调用SumOfTwoNumbers()时，编译器会自动补全默认值，把它转换成SumOfTwoNumbers(42,42)再编译。但这个补全动作只针对直接的函数调用，不会被写入函数本身的类型信息中。
• std::function严格绑定函数签名：你声明的std::function<void(int, int)>明确要求它存储的可调用对象必须接受两个int参数，没有任何可选空间。当你把SumOfTwoNumbers赋值给它时，std::function只会识别函数的原生签名（即void(int, int)），完全忽略默认参数的存在。
• std::function的调用逻辑不处理默认参数：调用testFunc()时，std::function只会检查传入参数数量是否和它的模板签名匹配——这里签名要求两个参数，你只传了0个，自然触发编译错误。它不会尝试补全默认值，因为它根本不知道原函数有默认参数。

如果想要让std::function支持无参调用，可以修改它的类型声明，或者用lambda封装原函数，比如：

std::function<void()> testFunc = [](){ SumOfTwoNumbers(); };
testFunc(); // 此时可以正常运行

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Pavan Chandaka