如何在 C++11/14 中实例化 lambda 闭包类型？答案

【问题标题】：How can I instantiate a lambda closure type in C++11/14?如何在 C++11/14 中实例化 lambda 闭包类型？
【发布时间】：2019-10-17 19:46:47
【问题描述】：

我是aware，lambda 闭包类型没有默认构造函数。但这是否意味着它作为模板参数传递后就无法实例化？

考虑以下minimal example：

#include <iostream>

template <typename FuncType>
std::pair<int,int> DoSomething() {
    return FuncType()(std::make_pair(1,1));
}

int main() {
    auto myLambda = [](std::pair<int,int> x) {
        return std::make_pair(x.first*2,x.second*2);
    };
    std::pair<int,int> res = DoSomething<decltype(myLambda)>();
    return 0;
}

出于性能原因，I can't use std::function 以避免虚拟指针调用。有没有办法做到这一点？我需要实例化该 lambda 一次并在该函数中多次使用它。

当decltype(myLambda) 被传递给模板参数中的std::map 比较器时，标准库如何使其工作？

【问题讨论】：

对于带有operator() 的匿名类来说，lambda 主要是语法糖。使用您自己的实现 lambda 的 operator() 声明您自己的命名类。
@SamVarshavchik 我希望不必限制用户使用 lambda。我希望它就像我提到的标准库示例一样。
我不知道“用户”是什么意思。这个now looks to be like a definite XY problem。也许你应该试着问你真正的问题是什么。不，不是您在这里写的那个，而是您认为答案的真正问题是以这种方式使用 lambda，这就是您要问的问题。也许对于你的真正问题有一个完全不同的解决方案，但不知道它是什么，没有人能帮助你。
我想你在找this talk by Louis Dionne，the paper that later proposed adding default constructors to stateless clousure types的作者。
我觉得我这里有什么不明白的地方。为什么不将 lambda 作为函数参数传递并多次调用？

标签： c++ performance lambda closures c++14

【解决方案1】：

虽然这个特性是在 C++20 中出现的（参见 songyuanyao 的回答），但在这种情况下你实际上并不需要它。您可以将 lambda 作为 FuncType 类型的函数参数传递并多次调用：

template <typename FuncType>
std::pair<int,int> DoSomething(FuncType f)
{
    return f(std::make_pair(1,1));
}

int main()
{
    auto myLambda = [](std::pair<int,int> x) {
        return std::make_pair(x.first*2,x.second*2);
    };
    std::pair<int,int> res = DoSomething(myLambda);
}

【讨论】：

【解决方案2】：

我知道 lambda 闭包类型没有默认构造函数。

是的，在 C++20 之前都是如此。（注意，由于 C++20 如果没有指定捕获，closure type 有一个默认的默认构造函数。）

闭包类型不是 DefaultConstructible。闭包类型有 a deleted (until C++14) no (since C++14) 默认构造函数。（直到 C++20）

和

当decltype(myLambda) 被传递给模板参数中的std::map 比较器时，标准库如何使其工作？

标准库没有什么特别之处。如果为std::map 指定一个非DefaultConstructible lambda 作为比较器类型，则必须将一个对象传递给构造函数，std::map 将通过副本初始化其比较器； lambda 具有复制和移动构造函数。

您可以将代码更改为与std::map's constructor相同的方式：

template <typename FuncType>
std::pair<int,int> DoSomething(const FuncType& f = FuncType()) {
    // auto z(f);   // you can take a copy if necessary
    return f(std::make_pair(1,1));
}

然后

auto myLambda = [](std::pair<int,int> x) {
    return std::make_pair(x.first*2,x.second*2);
};
std::pair<int,int> res = DoSomething<decltype(myLambda)>(myLambda);

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【讨论】：

【解决方案3】：

正如其他人指出的那样，空 lambdas 将在 C++20 中成为默认可构造的。

你不能等待/切换到它？
没问题，它很容易被模拟，只要你的 lambda 不是通用的。

只需将 lambda 转换为函数指针，然后将其打包成 std::integral_constant：

template <class T>
constexpr auto make_constant(T t) noexcept
-> std::integral_constant<decltype(+t), +t>
{ return {}; }

当然，在大多数情况下你可以选择function-objects类型，你也可以传递初始值，这样更容易一些。

【讨论】：