是否可以在 C++11 之前创建函数局部闭包？

Question

使用 C++11，我们可以获得 lambda，并且可以在我们真正需要它们的地方而不是在它们不真正属于的地方即时创建函数/函子/闭包。
在 C++98/03 中，制作函数局部函子/闭包的好方法如下：

struct{
  void operator()(int& item){ ++item; }
}foo_functor;
some_templated_func(some_args, foo_functor);

遗憾的是，您不能对模板使用本地类型（Visual Studio 允许在启用语言扩展的情况下这样做）。然后我的火车走了以下路：

struct X{
  static void functor(int& item){ ++item; }
};
some_templated_func(some_args, &X::functor);

明显的问题是，您不能保存任何状态，因为本地结构/类不能有静态成员。
我下一个解决这个问题的想法是使用std::bind1st 和std::mem_fun 以及非静态方法和变量的组合，但不幸的是std::mem_fun 不知何故被std::mem_fn(&X::functor) 窒息，这又可能是因为本地结构/类可以'不能在模板中使用：

// wanted, not working solution
struct X{
  int n_;
  X(int n) : n_(n) {}
  void functor(int& item) const { item += n_; }
};
X x(5);
some_templated_func(some_args,std::bind1st(std::mem_fun(&X::functor),&x));

在 VC9 和 VC10（使用 /Za，禁用语言扩展）下失败并出现以下错误

error C2893: Failed to specialize function template 'std::const_mem_fun1_t<_Result,_Ty,_Arg> std::mem_fun(_Result (_Ty::* )(_Arg) const)'
With the following template arguments:
'void'
'main::X'
'int &'

或在 gcc 4.3.4 下出现此错误

error: no matching function for call to ‘mem_fun(void (main()::X::*)(int&))’

有趣的是，即使启用了语言扩展，VC9 / VC10 仍然对上述示例感到窒息：

error C2535: 'void std::binder1st<_Fn2>::operator ()(int &) const' : member function already defined or declared

那么，标题中所述的功能是否可以以某种方式实现？还是我在最后一个示例中我如何使用std::bind1st 或std::mem_fun 时犯了错误？

Answer 1

bind1st 仅适用于二进制函数，并且通常受到很大限制。 mem_fn 仅适用于非静态成员函数；对于您的应用程序，您需要ptr_fun。

真正在 C++03 中完成这项工作的最佳工具是 Boost Bind，或者我将在此处使用 tr1::bind 进行演示，这（在我看来）更便携。

#include <tr1/functional>
#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std::tr1::placeholders;

int nums[] = { 1, 2, 4, 5, 6, 8 };

int main() {
    struct is_multiple {
        static bool fn( int mod, int num ) { return num % mod == 0; }
    };

    int *n = std::find_if( nums, nums + sizeof nums/sizeof*nums,
                        std::tr1::bind( is_multiple::fn, 3, _1 ) );

    std::cout << n - nums << '\n';
}

Answer 2

是的，你可以，但你必须实现一个或多个在接口中声明的虚拟方法。

template<typename Arg, typename Result>
struct my_unary_function
{
    virtual Result operator()(Arg) = 0;
};

template<typename Arg, typename Result>
struct my_unary_functor
{
    my_unary_function<Arg, Result> m_closure;
    my_unary_functor(my_unary_function<Arg, Result> closure) : m_closure(closure) {}
    Result operator()(Arg a) { return m_closure(a); }
};

template<typename T, TFunctor>
void some_templated_function( std::vector<T> items, TFunctor actor );

然后你可以定义和使用局部闭包：

void f()
{
    std::vector<int> collection;

    struct closure : my_unary_function<int, int>
    {
        int m_x, m_y;
        closure(int x, int y) : m_x(x), m_y(y) {}
        virtual int operator()(int i) const { cout << m_x + m_y*i << "\t"; return (m_x - m_y) * i; }
    };

    some_templated_function( collection, my_unary_functor<int,int>(closure(1, 5)) );
}

---

感谢@Omnifarious 的改进（不需要my_unary_functor）：

void f()
{
    std::vector<int> collection;

    struct closure : my_unary_function<int, int>
    {
        int m_x, m_y;
        closure(int x, int y) : m_x(x), m_y(y) {}
        virtual int operator()(int i) const { cout << m_x + m_y*i << "\t"; return (m_x - m_y) * i; }
    };

    // need a const reference here, to bind to a temporary
    const my_unary_functor<int,int>& closure_1_5 = my_unary_functor<int,int>(closure(1, 5))
    some_templated_function( collection, closure_1_5 );
}

Answer 3

如果这在 C++03 中可行，为什么 C++0x 会引入 lambda？ lambda 存在是有原因的，因为绑定和所有其他 C++03 解决方案都非常糟糕。