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C++中std::identity有什么用_C++20默认恒等函数用法解析【现代】

尼克

尼克

发布时间:2026-02-14 19:05:49

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来源于php中文网

原创

std::identity是c++20引入的空结构体函数对象,重载operator()实现完美转发、零开销恒等映射;它是具名字面量类型,支持sfinae、概念约束与模板默认参数,不可赋值给std::function或带状态。

c++中std::identity有什么用_c++20默认恒等函数用法解析【现代】

std::identity 是 C++20 引入的默认恒等函数对象,主要用在泛型算法、适配器和需要“不修改输入、原样返回”的场景中,替代手写 lambda 或自定义空包装器。

std::identity 本质是啥?

它是一个函数对象类模板(实际是空结构体),重载了 operator(),对任意参数直接返回其本身(完美转发):

struct identity {
    template<class T>
    constexpr T&& operator()(T&& t) const noexcept {
        return std::forward<T>(t);
    }
};

注意:它不是函数模板,也不是 std::function;它是类型,可直接用于模板参数或作为算法参数传入。

  • 支持所有类型(包括 void、引用、cv 限定符、移动语义)
  • 无状态、零开销——编译期完全内联,不产生额外变量或虚调用
  • []<typename t>(T&& x) { return std::forward<t>(x); }</t></typename> 更简洁、更易被 SFINAE 和概念约束识别

哪些标准算法/容器会用到 std::identity?

C++20 起,多个算法新增了接受一元可调用对象的重载,std::identity 是最自然的默认值。典型例子:

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  • std::ranges::sort(v, std::identity{}) —— 等价于不传 comparator,但显式表明“按元素本身排序”
  • std::ranges::transform(v1, v2.begin(), std::identity{}) —— 实现浅拷贝(无需写 [](auto&& x){return x;}
  • std::ranges::max_element(v, {}, std::identity{}) —— 指定投影(projection)为恒等映射,常用于结构体字段比较的反向场景

关键点:std::identity{} 在这些上下文中是“投影”角色,不是 comparator;它把每个元素映射成自己,再交给默认比较逻辑处理。

std::identity 和手写 lambda 有啥区别?

表面行为一致,但底层差异影响泛型代码健壮性:

  • lambda 类型是唯一、不可名状的,无法作为模板参数显式写出;std::identity 是具名类型,可用于 concept 约束(如 std::regular_invocable<:identity int></:identity>
  • lambda 默认不满足 std::copy_constructible(C++20 前),而 std::identity 明确满足,能安全用于需要复制的算法(如某些并行执行策略)
  • 某些编译器对空 lambda 的 SFINAE 处理不稳定;std::identity 行为标准化、无歧义
  • 调试时,std::identity{} 在调用栈中可识别;lambda 只显示为“unnamed lambda”

容易踩的坑:别把它当 std::function 或试图捕获

std::identity 是字面量类型,不能赋值给 std::function(除非显式构造),也不能带捕获或状态:

// ❌ 错误:std::identity 不是 std::function
std::function<int(int)> f = std::identity{}; // 编译失败

// ❌ 错误:identity 没有构造函数接受参数
auto g = std::identity{42}; // 编译失败

// ✅ 正确:直接用作函数对象
std::vector<int> v = {1,2,3};
std::ranges::for_each(v, std::identity{}); // 合法,但无实际效果(仅遍历)

另外注意:它不参与 ADL,也不支持偏特化——这是设计使然,保持最小正交性。

真正麻烦的地方在于:当你写泛型代码并希望用户可选传入投影时,std::identity 是唯一能自然作为默认模板参数的类型(比如 template<class proj="std::identity"></class>),而 lambda 无法做这事。这点在写 range adaptor 或 view 时特别关键,但初学者往往忽略它的“可模板化”属性。

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