C++ lambda 表达式 - 编译器如何解释它们？

Question

我刚刚开始学习 C++ 11 中的新功能。我在 C++ Primer (Stanley Lippman) 中阅读了有关 lambda 的内容，并用它们进行了试验。

我尝试了以下代码:

auto func() -> int (*) (){
    //int c=0;
    return []()-> int {return 0;};
}

int main(){
    auto p = func();
}

这段代码编译得很好。所以我想没有任何捕获的 lambda 只是由编译器生成为普通函数，我们可以使用普通函数指针指向它们。

现在我更改了代码以使用捕获:

auto func() -> int (*) (){
    int c=0;
    return [=]()-> int {return c;};
}

int main(){
    auto p = func();
}

但是编译失败。使用 g++ 时出现以下编译错误:

main.cpp: In function ‘int (* func())()’:
main.cpp:6:31: error: cannot convert ‘func()::__lambda0’ to ‘int (*)()’ in return
return [=]()-> int {return c;};

从错误中我可以理解它不是生成的正常函数，它可能是一个具有重载调用运算符的类。还是其他原因？

我的问题:编译器如何在内部处理 lambda？我应该如何传递使用捕获的 lambda，即 func() 的返回值应该是什么？我目前想不出我需要像这样使用 lambda 的用例，但我只想了解更多关于它们的信息。请帮忙。

谢谢。

Answer 1

所有 lambda 都是具有实现定义类型的函数对象，称为 闭包类型 和一个 operator() 成员。每个 lambda 表达式也有它自己独特的闭包类型。

没有捕获的 Lambda 可以转换为函数指针。编译器是否在幕后生成正常函数是一个内部细节，对您来说应该无关紧要。

不可能返回在函数内部定义的 lambda。几乎没有什么可以阻止这种情况——您不知道一种 lambda 表达式的名称，您不能在 decltype 中使用 lambda 表达式，并且如前所述，两个 lambda 表达式(甚至如果词汇相同)有不同的类型。

你可以做的是使用std::function:

std::function<int()> func()
{
    int i = 0;
    return [=]()-> int {return i;};
}

这种方式也适用于捕获。

或者像这样:

auto f = []{ return 0; };

auto func() -> decltype(f)
{
    return f;
}

编辑:即将到来的 C++1y 标准(更具体地说，返回类型推导)将允许您这样做:

auto func()
{
    int i = 42;
    return [=]{ return i; };   
}