使用lambda作为参数：std::function还是模板？

Question

我正在学习c++11，特别关注lambda表达式。

经过一些实践，我认为lambda闭包是一个无名函数对象。

于是我写了这段代码。

template <class callable_object>
void lambda_caller( callable_object lambda )
{
    std::cout<< sizeof(lambda) << endl;
    lambda();
}

我知道我可以使用std::function来代替使用模板，但我不想在类型转换时产生额外的开销。

但是我在阅读以下问题时发现了一个问题：为什么我不能在C++11中创建lambda向量？ 回答者说，“每个lambda都有不同的类型-即使它们具有相同的签名。”

编译器为不同的类制作不同的代码。

因此，我认为每当我定义另一个lambda才能通过时，我的编译器将会创建另一个版本的lambda_caller。

除了使用std::function之外，还有什么方法可以避免这种情况吗？是否有任何通用类型适用于lambda闭包？

- user2020192

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std::function 不就是专门为此而设计的吗？您可以编写自己的包装器，为 lambda 提供相同的对象类型，并允许您透明地调用绑定到它的任何不同 lambda。如果您编写了一个好的实现，最终会得到 std::function（或类似的东西）。 - utnapistim

如果您只想使用任何可调用对象，可以使用模板，它还可以更轻松地进行内联。如果您希望存储它，则仍然可以使用模板，并在内部转换为std::function。而std::function的作用是用于存储可调用对象。 - Xeo

我之前不知道packaged_task。当我不想（或不需要）将我的类或函数转换为functor/lambda类型的模板时，我使用std::function作为输入参数（回调、事件通知接收器、错误处理策略等）。 - utnapistim

除非实现决定诉诸深度魔法，否则在这里使用std::function通常不会为您节省任何东西（除了在运行时更麻烦和昂贵之外）：典型的实现将具有模板构造函数，因此不同的函数对象类型将产生该构造函数的不同实例化。很可能还会有更多内部模板机制实例化。您现在拥有的代码是最小的--几乎没有什么需要更改的。 - Luc Danton

Answer 1

你无法避免它。Lambda只是一个带有operator()()重载的类，用于执行你的代码。因此，不同的代码对应不同的类。

- ixSci

Answer 2

std::function是lambda闭包的通用类型。问题在于每个lambda可能捕获不同的变量。因此，它不能简化为函数指针和一些数据，因为lambda可能捕获了3个变量或者4个变量。std::function将确保为数据分配足够的内存，但这是有代价的（数据可能会被堆分配）。

然而，如果您想要存储多个lambda，并且在编译时知道有多少个，您可以将它们存储在std::tuple中。这允许每个lambda具有不同的类型。不幸的是，C++仍然没有提供一种遍历元组的方法，但使用Boost.Fusion可以实现。

- Paul Fultz II

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C++ 提供了一种方式——我只缺少 109 个字符就能在此评论中发布一个完整的示例。 - Yakk - Adam Nevraumont

@Yakk 非常酷。当然，我并不是说这是不可能的，只是标准的C++库没有提供一种方法。 - Paul Fultz II

“std::function是lambda闭包的通用类型。”我认为这个说法要么不正确，要么至少是误导性的：https://dev59.com/UloV5IYBdhLWcg3wmP3p#36030880。 - CrepeGoat