什么是c ++ 11/1y lambda函数的类型签名？

Question

我想知道是否有一种标准方法来获取任何给定lambda的参数的类型签名(即返回类型和类型)？

我问的原因是我一直想知道auto声明中的类型究竟是什么样的auto l =[](int x,int y)->int{return x+y;}.在其他用例中auto,对于较长的类型名称而言,它是一种便利和更短的替代方案.但是对于lambdas,是否有另一种方法来声明lambda变量？

我的理解是标准lambda只不过是一个函数对象,它是它自己的类型.因此,即使两个lambda具有相同的返回类型和参数类型,它们仍然是两个不同的,不相关的类/仿函数.但是有一种方法可以捕捉它们在类型签名方面相同的事实吗？

我认为我正在寻找的类型签名可能类似于std::function<>正确类型的对象.

更有用/涉及的问题是,如果可以提取类型签名,则可以编写一般包装函数将任何lambda函数转换std::function为相同类型签名的对象.

Answer 1

根据可以表达lambda表达式的"类型"吗？,实际上有一种简单的方法在当前的c ++中(不需要c ++ 1y)来计算lambda的return_type和参数类型.为了适应这一点,为每个lambda 组装一个std::function类型化的签名类型(f_type下面称为)并不困难.

I.对于这种抽象类型,实际上可以有一种替代方式来auto表达lambda的类型签名,即function_traits<..>::f_type下面.注意:f_type它不是lambda的真实类型,而是函数术语中lambda类型签名的摘要.然而,它可能比lambda的真实类型更有用,因为每个lambda都是它自己的类型.

如下面的代码所示,就像人们可以使用一样vector<int>::iterator_type i = v.begin(),也可以做function_traits<lambda>::f_type f = lambda,这是神秘的替代品auto.当然,这种相似性只是正式的.下面的代码涉及将lambda转换为a std::function,在构造std::function对象时具有类型擦除的成本,并且通过std::function对象进行间接调用的成本很小.但是这些使用std::function旁边的实现问题(我不认为这是基本的并且应该永远存在),毕竟,有可能明确地表达任何给定lambda的(抽象)类型签名.

II.也可以使用相同的类型推导功能编写一个make_function包装器(非常类似于std::make_pair和std::make_tuple)来自动将lambda f(以及其他类似指针/函数的callables )转换为std::function.

测试代码如下:

#include <cstdlib>
#include <tuple>
#include <functional>
#include <iostream>
using namespace std;

// For generic types that are functors, delegate to its 'operator()'
template <typename T>
struct function_traits
    : public function_traits<decltype(&T::operator())>
{};

// for pointers to member function
template <typename ClassType, typename ReturnType, typename... Args>
struct function_traits<ReturnType(ClassType::*)(Args...) const> {
    //enum { arity = sizeof...(Args) };
    typedef function<ReturnType (Args...)> f_type;
};

// for pointers to member function
template <typename ClassType, typename ReturnType, typename... Args>
struct function_traits<ReturnType(ClassType::*)(Args...) > {
    typedef function<ReturnType (Args...)> f_type;
};

// for function pointers
template <typename ReturnType, typename... Args>
struct function_traits<ReturnType (*)(Args...)>  {
  typedef function<ReturnType (Args...)> f_type;
};

template <typename L> 
typename function_traits<L>::f_type make_function(L l){
  return (typename function_traits<L>::f_type)(l);
}

long times10(int i) { return long(i*10); }

struct X {
  double operator () (float f, double d) { return d*f; } 
};

// test code
int main()
{
    auto lambda = [](int i) { return long(i*10); };
    typedef function_traits<decltype(lambda)> traits;
    traits::f_type ff = lambda;

    cout << make_function([](int i) { return long(i*10); })(2) << ", " << make_function(times10)(2) << ", " << ff(2) << endl;
    cout << make_function(X{})(2,3.0) << endl;

    return 0;
}

Answer 2

你是对的,C++ 11 lambdas的类型是匿名的,而且是实例唯一的.该std::function类型可以存储我遇到的任何类型的lambda的引用,但据说是性能损失.

尝试

std::function<int (int, int)> f = [](int x, int y) -> int { 
    return x + y; 
};

请注意,-> int在此类非模糊场景中可以省略.

C++ 14让我们写

std::function<int (int, int)> f = [](auto x, auto y) { 
    return x + y; 
};

这对于长型名称来说很方便.

正如@Jonathan Wakely所指出的,这种方法使用带有固定模板参数的std :: function捕获特定的实例化.在C++ 14中,可以指定模板变量.另外,根据C++ 14,lambda参数可以通过它们推断出它们的类型auto,允许以下内容:

template<class T>
std::function<T (T, T)> g = [](auto x, auto y) -> auto {
    return x + y;
};

目前,VC++和GCC似乎不支持函数级别的变量声明模板,但允许在成员,命名空间和全局声明上使用它们.我不确定这种限制是否来自规范.

注意:我不使用clang.