C++ 在虚方法中使用捕获 lambda
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【中文标题】C++ 在虚方法中使用捕获 lambda【英文标题】:C++ using capturing lambda inside virtual method 【发布时间】:2019-03-11 00:36:36 【问题描述】:我尝试使用以下 C++ 代码,但在使用 g++ 4.9.2 和 --std=c++11
进行编译时,由于在 bar::s
内调用 z
时出现 no matching function for call to ...
错误,但编译失败:
template <class T>
class foo
public:
virtual void s( T scale , const foo<T>& rhs )
;
template <class T>
class bar : public foo<T>
public:
T z( T init , T (*f)( T a , T& x , const T& y ) , const foo<T>& rhs )
void s( T scale , const foo<T>& rhs )
this->z( ((T)0) , [=]( T a, T& l, const T& r ) return ((l+=scale*r)?((T)0):((T)0)); , rhs );
;
int main ()
bar<float>* a = new bar<float>();
foo<float>* b = new foo<float>();
return 0;
如果我删除方法定义前面的 virtual
以及如果我从 lambda 中删除捕获的 scale
,则代码编译。如果正确理解问题,它的工作原理如下:当方法不是虚拟方法时,通过其关联类型的 operator ()
使用带有捕获的 lambda。当方法是虚拟的时,不能使用该操作符,因为它不能通过动态调度调用,只能通过正常的方法调用。但是 lambda 也不能转换为函数指针,因为这种转换仅适用于无捕获 lambda。如果s
是虚拟的,我假设z
是通过动态调度调用的,即使z
不是虚拟的。这个分析正确吗?
我不明白为什么z
不能通过普通的方法调用来调用——毕竟它不是虚拟的。我也不明白为什么删除模板参数并将所有T
s 替换为float
s 会使虚拟和非虚拟情况的编译失败(删除捕获的scale
仍然允许成功编译)。
无论如何,有没有一种简单而有效的方法来解决这个问题?我想在模板类的虚拟和非虚拟方法中使用 lambdas 和捕获(或类似的东西) .我知道std::function
,但它相当重量级。而且无捕获 lambda 的功能远不如带捕获的 lambda,因此它们可能无法解决我的问题。
PS:如果你想知道 z
应该做什么:它是 Haskell 中 zipWith
后跟 foldl
的组合(或者有点像带有两个输入列表的 mapreduce,如果你不这样做的话'不知道 Haskell)并且可以用于大多数使用 foo
s 的一元和二元运算。在我最初的实现中,init
不是 T
类型,而是用作类型的附加模板参数,为简单起见,此处已将其删除。
【问题讨论】:
您需要std::function
。捕获 lambdas 不能衰减到函数指针
使用 gcc 8,代码仅通过删除捕获(并且还从 z
返回一些内容)为我编译。虚拟性无关紧要。只有非捕获的 lambda 可以转换为普通函数指针。
virtual
是一个红鲱鱼。没有虚拟也无法编译代码。在您尝试调用 bar::s
方法之前,您不会收到错误消息。将此行添加到您的代码中:a->s(0, foo<float>());
。出现相同的错误。要解决此问题,请让 z
接受函子:template<typename F> T z( T init, F&& f, const foo<T>& rhs ) ...
【参考方案1】:
使用模板。
virtual
这里实际上与您的问题没有任何关系。问题是原始函数指针不能携带任何状态,因此无法将带有捕获的 lambda 转换为函数指针。
您应该将z
设为接受任何类型作为其第二个参数的模板,而不是原始函数指针:
template <class T>
class foo
public:
virtual void s( T scale , const foo<T>& rhs )
;
template <class T>
class bar : public foo<T>
public:
template <typename F>
T z( T init , F&& f, const foo<T>& rhs )
f(/*some args*/);
void s( T scale , const foo<T>& rhs )
this->z( ((T)0) , [=]( T a, T& l, const T& r ) return ((l+=scale*r)?((T)0):((T)0)); , rhs );
;
int main ()
bar<float>* a = new bar<float>();
foo<float>* b = new foo<float>();
return 0;
Live Demo
现在z
通过其实际类型接受您的 lambda,它的状态可以被携带,一切正常。
【讨论】:
谢谢,这似乎确实有效。我希望它不会影响性能。 它实际上可能比函数指针执行得更好,因为对F::operator()
的调用可以在编译时解决。使用函数指针或std::function
,该调用可能必须在运行时解析,这可能代表一定程度的开销。
virtual 与 OP 的问题有很大关系;当它不是虚拟的时,编译器会跳过从未调用过的s
,因此编译器不会抱怨其中的错误代码。 :) 使用 virtual,如果从未调用过的 s
被实例化(但我知道的所有编译器都这样做),它就是实现定义的。因此,如果 OP 的问题是“它不会编译”,那么虚拟很重要;如果 OP 的问题是“它行不通”,那么,那么,不那么重要了。【参考方案2】:
正如 Raymond Chen 所指出的,虚拟性确实是一条红鲱鱼。
暂时,我决定采用这种丑陋的解决方法,但我不会接受我的答案,因为它不是真正的解决方案:
template <class T>
class foo
public:
virtual void s( T scale , const foo<T>& rhs )
;
template <class T>
class bar : public foo<T>
public:
T z( T init , T (*f)( T a , T& x , const T& y ) , const foo<T>& rhs )
template <class U>
U z2( U init , T capture_0 , T capture_1 , U (*f)( T capture_0 , T capture_1 , U a , T& x , const T& y ) , const foo<T>& rhs )
return init;
void s( T scale , const foo<T>& rhs )
this->z2<T>( ((T)0) , scale , ((T)0) , []( T c0 , T c1 , T a, T& l, const T& r ) return ((l+=c0*r)?((T)0):((T)0)); , rhs );
//this->z( ((T)0) , [=]( T a, T& l, const T& r ) return ((l+=scale*r)?((T)0):((T)0)); , rhs );
;
int main ()
bar<float>* a = new bar<float>();
foo<float>* b = new foo<float>();
a->s(0,*b);
return 0;
这编译并允许我使用 z2
最多 2 个正确类型的“伪捕获”,有或没有虚拟性,甚至还有我在问题中遗漏的附加模板参数。不需要的捕获可以简单地设置为 0 并忽略。
【讨论】:
以上是关于C++ 在虚方法中使用捕获 lambda的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章