如何在 lambda 本身中获取 C++ lambda 函数的地址？

Question

我试图弄清楚如何在其内部获取 lambda 函数的地址。这是一个示例代码：

[]() {
    std::cout << "Address of this lambda function is => " << ????
}();

我知道我可以在变量中捕获 lambda 并打印地址，但我想在执行此匿名函数时就地执行此操作。

有没有更简单的方法？

Answer 1

无法直接获取 lambda 中的 lambda 对象的地址。

现在，碰巧这通常很有用。最常见的用途是为了递归。

y_combinator 来自在定义之前无法谈论自己的语言。在c++ 中可以很容易地实现它：

template<class F>
struct y_combinator {
  F f;
  template<class...Args>
  decltype(auto) operator()(Args&&...args) const {
    return f( f, std::forward<Args>(args)... );
  }
  template<class...Args>
  decltype(auto) operator()(Args&&...args) {
    return f( f, std::forward<Args>(args)... );
  }
};
template<class F>
y_combinator(F)->y_combinator<F>;

现在你可以这样做了：

y_combinator{ [](auto& self)-> void {
  std::cout<<"Address of this lambda function is => "<< &self;
} }();

有一些有用的变体。我发现一种特别有用的变体是：

template<class F>
struct y_combinator {
  F f;
  template<class...Args>
  decltype(auto) operator()(Args&&...args) const {
    return f( *this, std::forward<Args>(args)... );
  }
  template<class...Args>
  decltype(auto) operator()(Args&&...args) {
    return f( *this, std::forward<Args>(args)... );
  }
};

可以调用传递的self，而无需将self 作为第一个参数传入。

我相信第二个匹配真正的 y 组合器（又名定点组合器）。您想要哪个取决于您所说的“lambda 地址”。

还有这个精辟的：

template<class R, class...Args>
auto Y = [] (auto f) {
  auto action = [=] (auto action) -> std::function<R(Args...)> {
    return [=] (Args&&... args)->R {
      return f( action(action), std::forward<Args>(args)... );
    };
  };
  return action(action);
};

它返回一个标准函数。

---

现在，is a proposal -- 特别是recursive lambdas 真的很容易。

auto fib = [](auto& this self, int n) {
  if (n < 2) return n;
  return self(n-1) + self(n-2);
};

（这个提案在标准会议上得到了非常positive reviews）。

Answer 2

这是不可能的。

但是，lambda 捕获是类，并且对象的地址与其第一个成员的地址一致。因此，如果您按值捕获一个对象作为第一次捕获，则第一次捕获的地址对应于 lambda 对象的地址：

int main() {
    int i = 0;
    auto f = [i]() { printf("%p\n", &i); };
    f();
    printf("%p\n", &f);
}

输出：

0x7ffe8b80d820
0x7ffe8b80d820

---

或者，您可以创建一个decorator design pattern lambda，它将对 lambda 捕获的引用传递给它的调用运算符：

template<class F>
auto decorate(F f) {
    return [f](auto&&... args) mutable {
        f(f, std::forward<decltype(args)>(args)...);
    };
}

int main() {
    auto f = decorate([](auto& that) { printf("%p\n", &that); });
    f();
}

Answer 3

解决此问题的一种方法是将 lambda 替换为手写函子类。这也是 lambda 的本质所在。

然后您可以通过this 获取地址，即使没有将函子分配给变量：

#include <iostream>

class Functor
{
public:
    void operator()() {
        std::cout << "Address of this functor is => " << this;
    }
};

int main()
{
    Functor()();
    return 0;
}

输出：

Address of this functor is => 0x7ffd4cd3a4df

它的优点是 100% 可移植，并且非常容易推理和理解。

Answer 4

捕获 lambda：

std::function<void ()> fn = [&fn]() {
  std::cout << "My lambda is " << &fn << std::endl;
}

Answer 5

这是可能的，但很大程度上取决于平台和编译器优化。

在我知道的大多数架构中，都有一个称为指令指针的寄存器。这个解决方案的重点是当我们在函数内部时提取它。

在 amd64 上，下面的代码应该为您提供接近函数一的地址。

#include <iostream>

void* foo() {
    void* n;
    asm volatile("lea 0(%%rip), %%rax"
      : "=a" (n));
    return n;
}

auto boo = [](){
    void* n;
    asm volatile("lea 0(%%rip), %%rax"
       : "=a" (n));
    return n;
};

int main() {
    std::cout<<"foo"<<'\n'<<((void*)&foo)<<'\n'<<foo()<<std::endl;  
    std::cout<<"boo"<<'\n'<<((void*)&boo)<<'\n'<<boo()<<std::endl;
}

但是例如在 gcc https://godbolt.org/z/dQXmHm 和 -O3 优化级别函数可能被内联。