为什么在C++ 11中的lambda函数没有函数<>类型？

我在玩C++ 11的功能特性。我觉得奇怪的一件事是，lambda函数的类型实际上不是函数<>类型。更重要的是，lambda似乎并不能很好地处理类型推入机制。为什么在C++ 11中的lambda函数没有函数<>类型？

附加是一个小例子，我测试了翻转函数的两个参数来添加两个整数。（我使用的编译器是MinGW下的gcc 4.6.2。）在此示例中，使用函数<>明确定义了addInt_f的类型，而addInt_l是类型为auto的类型推理的lambda。

当我编译的代码，该flip函数可以接受的明确的类型定义addInt的版本，但不是拉姆达版本，给了一个错误说， testCppBind.cpp:15:27: error: no matching function for call to 'flip(<lambda(int, int)>&)'

接下来的几行表明，拉姆达版本（以及“原始”版本）可以被接受，如果它被明确地转换为适当的功能<>类型。

所以我的问题是：

为什么一个lambda函数没有在首位function<>类型？在这个小例子中，为什么addInt_l不是function<int (int,int)>而是类型？从函数式编程的角度来看，函数/函数对象和lambda之间有什么区别？
如果有一个根本原因，这两个必须是不同的。我听说拉姆达可以转换为function<>，但它们不同。这是C++ 11的一个设计问题/缺陷，是一个实现问题，还是在区分两者的方式方面有利？似乎只有addInt_l的类型签名提供了有关函数的参数和返回类型的足够信息。
有没有办法写lambda，以便上述显式类型转换可以避免？

在此先感谢。

//-- 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; 
    }

来源

2012-07-24 tinlyx

你不应该服用'std :: function'参数，主要是因为它禁止类型推导（这是你的问题）。 – 2012-07-24 10:22:02

相关：[C++ 11不会在涉及std :: function或lambda函数时推导出类型]（http://stackoverflow.com/q/9998402/487781） – hardmath 2012-07-24 10:32:41

将Lambdas转换为匿名函子（或函数，如果它们不要捕捉环境）。将它们转换为std :: function将引入语言和库之间的强大耦合，因此将是一个非常糟糕的主意。 – MFH 2012-07-24 10:33:37

std::function是商店任何种类的可调用对象不管其类型的有用的工具。为了做到这一点，它需要采用某种类型的擦除技术，并且涉及一些开销。

任何callable可以隐式转换为std::function，这就是为什么它通常无缝工作。

我会重复以确保它变得清晰：std::function不仅仅适用于lambdas或函数指针：它适用于任何类型的可调用函数。例如，这包括诸如struct some_callable { void operator()() {} };之类的内容。这是一个简单的，但它可能是这样的，而不是：

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

一个lambda只是又一个可调用对象，类似于上面的some_callable对象的实例。它可以存储在std::function中，因为它是可调用的，但它不具有类型擦除开销std::function。

而且该委员会计划在将来制作多形态lambda，即上面看起来像some_polymorphic_callable的lambda。哪个std::function类型会这样lambda是？

现在...模板参数扣除或隐式转换。选一个。这是C++模板的一个规则。

要传递一个lambda作为std::function参数，它需要隐式转换。采用std::function参数意味着您选择的是类型演绎的隐式转换。但是您的函数模板需要明确推导或提供签名。

解决方案？不要限制您的呼叫者为std::function。接受任何一种可回收。

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); }

您现在可以想为什么我们需要std::function然后。 std::function为具有已知签名的可调品提供了类型擦除。这基本上可以用来存储可擦除类型的可调对象并编写接口。

来源

2012-07-24 10:41:38

：谢谢你的明确解释。恕我直言，std :: function只能用于存储的事实相当让人失望。如果我正确理解你的答案，这是为了避免开销？那么，智能指针也一样吗？另外，在你的'some_polymorphic_callable'例子中，我不明白为什么函数<>类型不能表达模板化lambda的类型，因为函数<>可以有模板参数。如果开销是唯一的问题，有没有人认为轻量级函数<>可以用于参数类型？这将使STL更加可用。 – tinlyx 2012-07-26 00:00:37

此外，在'decltype'示例中，如果函数体是25行代码而不是单行内容，那么我们是否需要在decltype中包含25行？另外，使用''看起来几乎像void *或宏。只有在发生编译错误时才能检测到“Fun”的错误使用。相比之下，函数<>参数类型（如果可用）将清楚地告知个人和计算机类型签名。无可否认，我对“类型擦除”等知识非常有限。感谢您告诉我规则。我只是想知道为什么它必须这样。 – tinlyx 2012-07-26 00:14:00

@TingL多态lambda表达式的类型不能表达，因为'function''需要*一个*签名参数，而多态lambda表达式会有*无限数量的不同签名*（这就是为什么它称为多态：它有很多形式）。对于智能指针，开销问题并不完全相同。 'unique_ptr'具有真正的*零*开销（这是设计目标之一）。如果你没有运行多线程程序，'shared_ptr'可能会有一些开销，但是多线程程序更可能被使用。 – 2012-07-26 00:47:14

由于function<>采用type erasure。这允许将几个不同的功能类型类型存储在function<>中，但是会导致运行时间较短。类型擦除隐藏虚拟功能接口后面的实际类型（特定的lambda）。
这样做是有好处的：C++设计“公理”之一是除非确实需要，否则不会增加开销。使用此设置时，使用类型推断（使用auto或作为模板参数传递）时不会有任何开销，但您仍然可以灵活地通过function<>与非模板代码进行交互。还请注意，function<>不是一种语言结构，而是可以使用简单语言功能实现的标准库的一个组件。
不，但您可以编写该函数以仅使用函数（语言结构）的类型而不是function<>（库结构）的细节。当然，这使得实际写下返回类型变得困难很多，因为它不直接给你提供参数类型。但是，使用一些元编程a la Boost.FunctionTypes，您可以从您传入的函数中推导出这些函数。有些情况下这是不可能的，例如，仿函数的模板为operator()。

来源

2012-07-24 10:37:31 ltjax

为什么在C++ 11中的lambda函数没有函数<>类型？

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