C++ 如何将Lambda转换成函数指针

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• 参考下面的代码
• 下面是类型转换运算符实现的一行关键汇编代码

没有捕获任何变量的Lambda表达式可以转换成与它的调用原型一致的函数指针。

参考下面的代码

void example1()
{
  auto add = [](int x, int y)
  {
    return x + y;
  };
  int x = 2, y = 3;
  int z1 = add(x, y);         // 调用Lambda
  int(*f)(int, int) = add;       // Lambda转换成函数指针
  int z2 = f(x, y);          // 调用函数
  cout << z1 << ", " << z2 << endl;
}

Lambda是实现了函数调用运算符的匿名类(anonymous class)。对于每一个Lambda，编译器创建匿名类，并定义相应的数据成员存储Lambda捕获的变量。没有捕获变量的Lambda不包含任何含成员变量。

一个没有任何成员变量(包括没有虚函数表指针)的类型，在空指针上调用成员函数也不会有任何的问题，因为它的成员函数不会通过this指针访问内存。

当Lambda向函数指针的转换时，编译器为Lambda的匿名类实现函数指针类型转换运算符。

上面的例子中，编译器实现operator int(*)(int, int)。

下面是Visual C++编译器为语句int(*f)(int, int) = add生成的64位汇编代码：

lea     rcx,[add] 
call    <lambda_0e153cdea67ea404383c23c1022dd325>::operator int (__cdecl*)(int,int)
mov     qword ptr [f],rax 

第1行，变量"add"的地址存入rcx寄存器；第2行，调用匿名类的函数指针类型转换运算符；第3行，返回编程结果存入变量f。

提示：在默认的成员函数调用约定__thiscall下，this指针通过rcx寄存器传递， 有关__thiscall的详细内容，请参考：https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/cpp/thiscall。

下面是类型转换运算符实现的一行关键汇编代码

lea     rax,[<lambda_0e153cdea67ea404383c23c1022dd325>::<lambda_invoker_cdecl>]

这一行把匿名类的名为lambda_invoker_cdecl的函数地址存入用于返回结果的寄存器rax。因为只有类的静态函数可以转换成非成员函数指针，所以lambda_invoker_cdecl是静态函数。下面是此函数其中一段汇编代码：

xor     rcx,rcx 
call    <lambda_0e153cdea67ea404383c23c1022dd325>::operator()

第一行，rcx寄存器清0，即this指针置0；第二行，调用operator()。

综合上面的分析，得出Lambda转换成函数指针的一种可能的实现方式，参考下面的代码：

typedef int(*FUNCADD)(int, int);

// 实现两个整数相加的函数对象
class add_function_object
{
public:
  // 函数调用运算符
  int operator()(int x, i编程nt y)const
  {
    return x + y;
  }
  // 函数指针类型转换运算符
  operator FUNCADD()const
  {
    return add;
  }
private:
  static int add(int x, int y)
  {
    add_function_object* obj = nullptr;
    return obj->operator()(x, y);
  }
};

void example2()
{
  int x = 2, y = 3;
  add_function_object add;
  int z1 = add(x, y);
  auto fadd = add.operator FUNCADD();
  int z2 = fadd(x, y);
  cout << z1 << ", " << z2 << endl;
}

从C++17起，没有捕获任何变量的Lambda可以用作值类型模板实参，参考下面的代码：

typedef int (*INTEGER_OPERATION)(int, int);

int do_integer_operation(INTEGER_OPERATION op, int x, int y)
{
  return op(x, y);
}

template <INTEGER_OPERATION op>
int integer_operation_t(int x, int y)
{
  return op(x, y);
}

void example3()
{
  auto add = [](int x, int y)
  {
    return x + y;
  };
  apythonuto sub = [](int x, int y)
  {
    return x - y;
  };
  int z1 = integer_operation_t<add>(2, 3);
  int z2 = do_integer_operation(integer_ope开发者_Python培训ration_t<sub>, 2, 3);
  cowww.devze.comut << "z1 : " << z1 << ", z2 : " << z2 << endl;
}

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持我们。