爲什麼在C++ 11中的lambda函數沒有函數<>類型？

我在玩C++ 11的功能特性。我覺得奇怪的一件事是，lambda函數的類型實際上不是函數<>類型。更重要的是，lambda似乎並不能很好地處理類型推入機制。爲什麼在C++ 11中的lambda函數沒有函數<>類型？

附加是一個小例子，我測試了翻轉函數的兩個參數來添加兩個整數。（我使用的編譯器是MinGW下的gcc 4.6.2。）在此示例中，使用函數<>明確定義了addInt_f的類型，而addInt_l是類型爲auto的類型推理的lambda。

當我編譯的代碼，該flip函數可以接受的明確的類型定義addInt的版本，但不是拉姆達版本，給了一個錯誤說， testCppBind.cpp:15:27: error: no matching function for call to 'flip(<lambda(int, int)>&)'

接下來的幾行表明，拉姆達版本（以及「原始」版本）可以被接受，如果它被明確地轉換爲適當的功能<>類型。

所以我的問題是：

爲什麼一個lambda函數沒有在首位function<>類型？在這個小例子中，爲什麼addInt_l不是function<int (int,int)>而是類型？從函數式編程的角度來看，函數/函數對象和lambda之間有什麼區別？
如果有一個根本原因，這兩個必須是不同的。我聽說拉姆達可以轉換爲function<>，但它們不同。這是C++ 11的一個設計問題/缺陷，是一個實現問題，還是在區分兩者的方式方面有利？似乎只有addInt_l的類型簽名提供了有關函數的參數和返回類型的足夠信息。
有沒有辦法寫lambda，以便上述顯式類型轉換可以避免？

在此先感謝。

//-- testCppBind.cpp -- 
    #include <functional> 
    using namespace std; 
    using namespace std::placeholders; 

    template <typename T1,typename T2, typename T3> 
    function<T3 (T2, T1)> flip(function<T3 (T1, T2)> f) { return bind(f,_2,_1);} 

    function<int (int,int)> addInt_f = [](int a,int b) -> int { return a + b;}; 
    auto addInt_l = [](int a,int b) -> int { return a + b;}; 

    int addInt0(int a, int b) { return a+b;} 

    int main() { 
     auto ff = flip(addInt_f); //ok 
     auto ff1 = flip(addInt_l); //not ok 
     auto ff2 = flip((function<int (int,int)>)addInt_l); //ok 
     auto ff3 = flip((function<int (int,int)>)addInt0); //ok 

     return 0; 
    }

來源

2012-07-24 tinlyx

你不應該服用'std :: function'參數，主要是因爲它禁止類型推導（這是你的問題）。 – 2012-07-24 10:22:02

相關：[C++ 11不會在涉及std :: function或lambda函數時推導出類型]（http://stackoverflow.com/q/9998402/487781） – hardmath 2012-07-24 10:32:41

將Lambdas轉換爲匿名函子（或函數，如果它們不要捕捉環境）。將它們轉換爲std :: function將引入語言和庫之間的強大耦合，因此將是一個非常糟糕的主意。 – MFH 2012-07-24 10:33:37

std::function是商店任何種類的可調用對象不管其類型的有用的工具。爲了做到這一點，它需要採用某種類型的擦除技術，並且涉及一些開銷。

任何callable可以隱式轉換爲std::function，這就是爲什麼它通常無縫工作。

我會重複以確保它變得清晰：std::function不僅僅適用於lambdas或函數指針：它適用於任何類型的可調用函數。例如，這包括諸如struct some_callable { void operator()() {} };之類的內容。這是一個簡單的，但它可能是這樣的，而不是：

struct some_polymorphic_callable { 
    template <typename T> 
    void operator()(T); 
};

一個lambda只是又一個可調用對象，類似於上面的some_callable對象的實例。它可以存儲在std::function中，因爲它是可調用的，但它不具有類型擦除開銷std::function。

而且該委員會計劃在將來製作多形態lambda，即上面看起來像some_polymorphic_callable的lambda。哪個std::function類型會這樣lambda是？

現在...模板參數扣除或隱式轉換。選一個。這是C++模板的一個規則。

要傳遞一個lambda作爲std::function參數，它需要隱式轉換。採用std::function參數意味着您選擇的是類型演繹的隱式轉換。但是您的函數模板需要明確推導或提供簽名。

解決方案？不要限制您的呼叫者爲std::function。接受任何一種可回收。

template <typename Fun> 
auto flip(Fun&& f) -> decltype(std::bind(std::forward<Fun>(f),_2,_1)) 
{ return std::bind(std::forward<Fun>(f),_2,_1); }

您現在可以想爲什麼我們需要std::function然後。 std::function爲具有已知簽名的可調品提供了類型擦除。這基本上可以用來存儲可擦除類型的可調對象並編寫接口。

來源

2012-07-24 10:41:38

：謝謝你的明確解釋。恕我直言，std :: function只能用於存儲的事實相當讓人失望。如果我正確理解你的答案，這是爲了避免開銷？那麼，智能指針也一樣嗎？另外，在你的'some_polymorphic_callable'例子中，我不明白爲什麼函數<>類型不能表達模板化lambda的類型，因爲函數<>可以有模板參數。如果開銷是唯一的問題，有沒有人認爲輕量級函數<>可以用於參數類型？這將使STL更加可用。 – tinlyx 2012-07-26 00:00:37

此外，在'decltype'示例中，如果函數體是25行代碼而不是單行內容，那麼我們是否需要在decltype中包含25行？另外，使用''看起來幾乎像void *或宏。只有在發生編譯錯誤時才能檢測到「Fun」的錯誤使用。相比之下，函數<>參數類型（如果可用）將清楚地告知個人和計算機類型簽名。無可否認，我對「類型擦除」等知識非常有限。感謝您告訴我規則。我只是想知道爲什麼它必須這樣。 – tinlyx 2012-07-26 00:14:00

@TingL多態lambda表達式的類型不能表達，因爲'function''需要*一個*簽名參數，而多態lambda表達式會有*無限數量的不同簽名*（這就是爲什麼它稱爲多態：它有很多形式）。對於智能指針，開銷問題並不完全相同。 'unique_ptr'具有真正的*零*開銷（這是設計目標之一）。如果你沒有運行多線程程序，'shared_ptr'可能會有一些開銷，但是多線程程序更可能被使用。 – 2012-07-26 00:47:14

由於function<>採用type erasure。這允許將幾個不同的功能類型類型存儲在function<>中，但是會導致運行時間較短。類型擦除隱藏虛擬功能接口後面的實際類型（特定的lambda）。
這樣做是有好處的：C++設計「公理」之一是除非確實需要，否則不會增加開銷。使用此設置時，使用類型推斷（使用auto或作爲模板參數傳遞）時不會有任何開銷，但您仍然可以靈活地通過function<>與非模板代碼進行交互。還請注意，function<>不是一種語言結構，而是可以使用簡單語言功能實現的標準庫的一個組件。
不，但您可以編寫該函數以僅使用函數（語言結構）的類型而不是function<>（庫結構）的細節。當然，這使得實際寫下返回類型變得困難很多，因爲它不直接給你提供參數類型。但是，使用一些元編程a la Boost.FunctionTypes，您可以從您傳入的函數中推導出這些函數。有些情況下這是不可能的，例如，仿函數的模板爲operator()。

來源

2012-07-24 10:37:31 ltjax

爲什麼在C++ 11中的lambda函數沒有函數<>類型？

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