在C语言中模拟Lambda表达式？

Question

在C语言中模拟Lambda表达式？

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我需要提醒一下，我是在生成C代码，而不是手动操作。我这么说是因为它的背后可能有很多代码，但是编译器应该可以管理所有这些。那么，在C语言中如何模拟lambda表达式呢？我想我可以在源代码中的某个地方生成一个带有随机名称的函数，然后调用它？但我不太确定。我还没有尝试过任何东西，因为我想先将这个想法记录下来，然后再实现它。

是否有一些预处理指令或宏可以使这个过程更加简洁？Jon Blow的编程语言Jai启发了我尝试编写编译器，他似乎在他的语言中实现了Lambda表达式。然而，我认为他做了一些生成字节码的事情，然后转换成C语言？我不确定。

编辑：我正在开发一个编译器，这只是我的一个项目，让我保持忙碌，同时我也想学习更多关于编译器的知识。我主要使用clang，在Ubuntu 14.10上工作。我没有任何垃圾收集机制，但我想尝试一些类似智能指针/ Rust / ARC等灵感的内存模型来进行垃圾回收，即几乎没有开销。我选择C语言是因为我想更深入地研究它。我的项目是自由软件，只是一个业余项目。

- metro-man

你是在什么情况下生成C代码？使用哪个操作系统和编译器？为什么不使用更好的语言（如Common Lisp或Ocaml）？你是否正在实现某个编译器？你有垃圾回收器吗？请编辑你的问题以改进它。 - Basile Starynkevitch

什么是该项目，它的 URL 是什么？ - Basile Starynkevitch

很遗憾，你的编程语言没有垃圾回收或闭包。 - Basile Starynkevitch

是的，我的意思是这是一种可能性。我只是在玩一些想法，你有没有什么关于将代码生成到另一种源语言的书籍可以推荐的？ - metro-man

我强烈推荐Queinnec的《Lisp In Small Pieces》（学习一些Scheme也是值得的，也许只是为了理解这本书）。 - Basile Starynkevitch

我会阅读的，谢谢！ - metro-man

1个回答

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原文链接

- Basile Starynkevitch · Accepted Answer

有几种方法可以实现在C语言中使用lambda表达式。重要的是要理解lambda表达式提供了闭包，并且闭包将“代码”与“数据”（封闭的值）混合在一起；注意对象也将“代码”与“数据”混合在一起，对象和闭包之间存在相似性。另请参见closures和this answer关于Programmers的回答。

传统上，在C语言中，不仅使用函数指针，而且采用约定来处理callbacks。例如，这就是GTK的情况：每次传递函数指针时，还会传递一些数据。您可以将回调（使用带有一些void*数据的C函数指针的约定）视为实现闭包的一种方式。

由于你生成C代码（这是一个明智的想法，我在MELT中也在做类似的事情，在Linux上生成C ++代码，在运行时将其编译成共享对象，并使用dlopen-s），因此你可以采用回调约定并向生成的每个函数传递一些闭合值。

你还可以考虑将闭合值作为static变量，但这种方法通常不明智。

过去有一些生成闭包的机器特定跳板代码的lambda.h头文件库（基本上是生成将一些关闭值作为参数推送然后调用某个例程的代码）。您可以使用一些JIT编译技术（使用libjit，GNU lightning，LLVM，asmjit等）来完成相同的操作。另请参见libffi以调用仅在运行时已知签名的任意函数。

请注意，闭包和垃圾回收之间存在着强烈但间接的关系（欲了解更多，请阅读GC手册），并且每个函数式语言都有垃圾回收机制也不是偶然的。C++11的lambda函数是一个例外（很难理解C++11闭包的所有内存管理复杂性）。因此，如果您正在生成C代码，则可以并且可能应该使用Boehm保守的垃圾收集器（其封装了dlopen），这样您就可以对闭包进行垃圾回收。（您可以使用其他GC库，例如Ravenbrook的MPS或我未维护的Qish...）然后，您可以约定每个生成的C函数将其闭包作为第一个参数。

我建议阅读斯科特的《编程语言实践》，并且（假设您知道一点Scheme或Lisp; 如果您不知道，则应该学习一些Scheme并阅读SICP）昆尼克的《小型Lisp》（如果您恰好会阅读法语，请阅读最新的变体）。