Lambda用作基类

Question

和Lambdas一起玩,我发现了一个我不完全理解的有趣行为.

我有一个struct Overload派生自2个模板参数,并有一个using F1::operator();子句.

现在,如果我从两个函子派生,我只能访问F1的operator()(正如我所料)

如果我从两个Lambda函数派生,则不再适用:我也可以从F2访问operator().

#include <iostream>

// I compiled with g++ (GCC) 4.7.2 20121109 (Red Hat 4.7.2-8)
//
// g++ -Wall -std=c++11 -g main.cc
// g++ -Wall -std=c++11 -DFUNCTOR -g main.cc
// 
// or clang clang version 3.3 (tags/RELEASE_33/rc2)
// 
// clang++ -Wall -std=c++11 -g main.cc
// clang++ -Wall -std=c++11 -DFUNCTOR -g main.cc
// 
// on a Linux localhost.localdomain 3.9.6-200.fc18.i686 #1 SMP Thu Jun 13 
// 19:29:40 UTC 2013 i686 i686 i386 GNU/Linux box


struct Functor1
{
    void operator()() { std::cout << "Functor1::operator()()\n"; }
};

struct Functor2
{
    void operator()(int) { std::cout << "Functor2::operator()(int)\n"; }
};

template <typename F1, typename F2>
struct Overload : public F1, public F2
{
    Overload()
        : F1()
        , F2() {}

    Overload(F1 x1, F2 x2)
        : F1(x1)
        , F2(x2) {}

    using F1::operator(); 
};

template <typename F1, typename F2>
auto get(F1 x1, F2 x2) -> Overload<F1, F2>
{
   return Overload<F1, F2>(x1, x2);
}


int main(int argc, char *argv[])
{
    auto f = get(Functor1(), Functor2());

    f();
#ifdef FUNCTOR
    f(2); // this one doesn't work IMHO correctly
#endif

    auto f1 = get(
                  []() { std::cout << "lambda1::operator()()\n"; },
                  [](int) { std::cout << "lambda2::operator()(int)\n"; }
                  );
    f1();
    f1(2); // this one works but I don't know why


  return 0;
}

该标准规定:

lambda表达式的类型(也是闭包对象的类型)是一个唯一的,未命名的非联合类类型

所以每个Lambda的类型都应该是唯一的.

我无法解释为什么会这样:有人可以对此有所了解吗？

Answer 1

除此之外operator(),由lambda定义的类可以(在适当的情况下)提供到函数指针的转换.环境(或至少是主要环境)是lambda无法捕获任何东西.

如果添加捕获:

auto f1 = get(
              []() { std::cout << "lambda1::operator()()\n"; },
              [i](int) { std::cout << "lambda2::operator()(int)\n"; }
              );
f1();
f1(2);

...转换为pointer to function不再提供,因此尝试编译上面的代码会给出您可能期望的错误:

trash9.cpp: In function 'int main(int, char**)':
trash9.cpp:49:9: error: no match for call to '(Overload<main(int, char**)::<lambda()>, main(int, char**)::<lambda(int)> >) (int)'
trash9.cpp:14:8: note: candidate is:
trash9.cpp:45:23: note: main(int, char**)::<lambda()>
trash9.cpp:45:23: note:   candidate expects 0 arguments, 1 provided

Answer 2

lambda生成一个仿函数类.

事实上,你可以从lambdas派生出来并拥有多态lambda!

#include <string>
#include <iostream>

int main()
{
    auto overload = make_overload(
        [](int i)          { return '[' + std::to_string(i) + ']'; },
        [](std::string s)  { return '[' + s + ']'; },
        []                 { return "[void]"; }
        );

    std::cout << overload(42)              << "\n";
    std::cout << overload("yay for c++11") << "\n";
    std::cout << overload()                << "\n";
}

打印

[42]
[yay for c++11]
[void]

怎么样？

template <typename... Fs>
   Overload<Fs...> make_overload(Fs&&... fs)
{
    return { std::forward<Fs>(fs)... };
}

当然......这仍然隐藏着魔力.它是Overload"神奇地"从所有lambdas派生出来的类并暴露出相应的operator():

#include <functional>

template <typename... Fs> struct Overload;

template <typename F> struct Overload<F> {
    Overload(F&& f) : _f(std::forward<F>(f)) { }

    template <typename... Args>
    auto operator()(Args&&... args) const 
    -> decltype(std::declval<F>()(std::forward<Args>(args)...)) {
        return _f(std::forward<Args>(args)...);
    }

  private:
    F _f;
};

template <typename F, typename... Fs>
   struct Overload<F, Fs...> : Overload<F>, Overload<Fs...>
{
    using Overload<F>::operator();
    using Overload<Fs...>::operator();

    Overload(F&& f, Fs&&... fs) :  
        Overload<F>(std::forward<F>(f)),
        Overload<Fs...>(std::forward<Fs>(fs)...)
    {
    }
};

template <typename... Fs>
   Overload<Fs...> make_overload(Fs&&... fs)
{
    return { std::forward<Fs>(fs)... };
}

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