为何std::function<void(T)>可赋值给std::function<void(T const&)>却不可给std::function<void(T&)>？

先看这段示例代码：

#include <functional>

class Foo {};

int main()
{
    std::function<void(Foo)> func;

    std::function<void(Foo)> f1;
    std::function<void(Foo const&)> f2;
    std::function<void(Foo&)> f3;

    func = f1;
    func = f2;
    func = f3;  // error: no match for ‘operator=’ (operand types are ‘std::function<void(Foo)>’ and ‘std::function<void(Foo&)>’)

    return 0;
}

这段代码中，std::function<void(Foo)>类型的func能正常赋值给同类型的f1，也能赋值给std::function<void(Foo const&)>类型的f2，但赋值给std::function<void(Foo&)>类型的f3时会触发编译错误，核心原因在于std::function的赋值兼容规则是基于调用安全性判断的：

为什么func可以赋值给f2？ #

func的签名是void(Foo)，意味着调用它时需要传入Foo类型的实参（值传递）；而f2的签名是void(Foo const&)，接受的是Foo的const左值引用。

在C++中，任何Foo类型的对象（包括值传递产生的临时对象）都可以合法绑定到Foo const&引用上：

• 值传递的实参要么是拷贝后的对象，要么是临时对象，const引用可以延长临时对象的生命周期，且调用过程中不会修改实参，完全符合类型安全要求。
• 从调用逻辑看，void(Foo)包装的可调用对象，完全能被void(Foo const&)的签名调用——只需要把值实参绑定到const引用即可，没有任何安全风险，因此这种赋值被允许。

为什么func不能赋值给f3？ #

f3的签名是void(Foo&)，需要的是非const左值引用。而func的签名调用时，传入的实参是值类型，会生成临时的Foo对象（右值）。

C++明确禁止临时对象绑定到非const左值引用：

• 临时对象的生命周期极短，绑定到非const引用后如果对其修改，很可能导致未定义行为；
• 换句话说，std::function<void(Foo)>包装的可调用对象，无法满足void(Foo&)的调用要求——后者需要一个可修改的左值，而前者只能提供右值，这种调用本身就是非法的，因此std::function的赋值操作直接禁止了这种不兼容的类型转换。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DarkLight