类型擦除是C++中通过统一接口隐藏具体类型、实现运行时多态的惯用法，典型应用有std::function、std::any等；其核心是控制块封装构造/拷贝/析构/调用函数指针，并常结合小对象优化避免堆分配。
类型擦除（Type Erasure）是 C++ 中一种实现“运行时多态但不依赖继承”的高级技巧，核心思想是：**把具体类型的接口统一包装成某个固定接口，在外部完全隐藏底层类型信息**。它不是语言特性，而是一套惯用法（idiom），std::function、std::any、std::variant（部分）、boost::any 等都是其典型应用。
为什么需要类型擦除？
传统虚函数多态要求所有类型继承同一基类，且必须在编译期确定继承关系；而 std::function 要能存储任意可调用对象（lambda、函数指针、bind 表达式、仿函数类……），它们彼此毫无继承关系，类型千差万别。类型擦除绕开了继承约束，靠“间接层 + 统一接口 + 动态分发”达成泛化存储与调用。
std::function 是怎么做到“装下任意 callable”的？
std::function 的关键在于内部持有一个指向**类型无关的虚函数表（vtable）风格函数指针集合**的指针，以及一块能容纳各种大小对象的缓冲区（小对象优化 SOO）。它不直接存 T，而是存一个“类型擦除后的控制块（control block）”，该控制块里封装了：构造、拷贝、析构、调用这四类操作的函数指针。
例如，当你写：
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std::function
编译器会为这个 lambda 生成一个匿名类型（比如 lambda_abc123），然后在堆上（或栈内 SOO 区域）构造一个控制块，其中：
- construct 指向一个函数：负责在指定内存位置 placement-new 构造该 lambda 实例
- copy 指向一个函数：调用该 lambda 的拷贝构造
- destroy 指向一个函数：显式调用析构函数
- invoke 指向一个函数：从内存中取出 lambda 并调用 operator()
std::function 对象本身只保存一个 void* 指针（指向数据）和一组函数指针（指向上述操作），对外彻底屏蔽了 lambda 的真实类型。
手写一个极简 Type Erasure 示例（仿 std::function）
以下是一个仅支持无参无返回值 callable 的简化版：
class any_callable {
struct concept {
virtual ~concept() = default;
virtual void invoke() = 0;
virtual concept* clone() const = 0;
};
template
struct model : concept {
T data;
model(T&& x) : data(std::move(x)) {}
void invoke() override { data(); }
concept* clone() const override { return new model{data}; }
};
std::unique_ptr
public:
template
any_callable(F&& f) : p(std::make_unique
void operator()() { p->invoke(); }
};
这就是类型擦除的本质：用基类指针（concept*）抹去 T 的身份，靠模板特化（model
现代优化：小对象优化（SOO）与避免堆分配
真实 std::function 通常不总用 new —— 它会在对象内部预留一小段内存（如 32 字节），若待存 callable 的大小 ≤ 该阈值，就直接 placement-new 到内部缓冲区，避免堆分配开销。这需要对齐计算、类型大小/对齐检查、手动调用构造/析构等底层操作，也是其实现复杂的关键原因之一。
SOO 带来两个关键判断逻辑：
- 是否足够小？→ sizeof(T) ≤ buffer_size && alignof(T) ≤ buffer_alignment
- 如何构造？→ 用 ::new(buffer) T(std::move(t))，而非 new T(std::move(t))
std::function 的 move 构造/赋值也高度依赖 SOO 状态，需区分“堆上对象”和“内嵌对象”分别处理。
基本上就这些。类型擦除不是魔法，它是以空间换灵活、以间接换通用的工程权衡——理解它，你就看懂了现代 C++ 泛型库的骨架之一。
