何时在 lambda 上使用仿函数答案

【问题标题】：When to use functors over lambdas何时在 lambda 上使用仿函数
【发布时间】：2015-01-31 02:12:04
【问题描述】：

是否存在过创建仿函数比使用 lambda 更有意义的情况？

我知道我的问题实际上是 when to use a lambda over a functor 的反面，但我想不出在实践中函子比 lambda 更首选的情况。对此有什么想法吗？

【问题讨论】：

例如，std::function 基本上是一个高级仿函数。当函子更复杂时，它们比 lambdas 特别有用。
如果你想在一堆地方重复使用它。通常 lambda 的吸引力（至少对我而言）是它已经到位。但是，如果您需要在很多地方（例如）使用相同的比较器，那么仿函数会更有意义。
遗憾的是，有些人仍然无法使用 C++11：我想说这就是这样一种情况。不过不是很好。
如果，由于某种原因，你有一个不是很短的比较器或谓词，它有一个状态并且你在多个位置使用（具有不同的状态，所以想象一个仿函数的多个实例，每个实例都使用了多次） .这似乎是人为的，但它是可以想象的。此外，如果您需要它作为模板并且手头没有 C++14。
调试到仿函数 (is) 可能比调试到 lambda 更好

标签： c++ c++11 lambda functor

【解决方案1】：

lambda 是一个仿函数 - 只是用更短的语法定义。

问题是这种语法是有限的。它并不总是允许您以最有效和最灵活的方式解决问题 - 或者根本无法解决问题。在 C++14 之前，operator() 甚至不能成为模板。

此外，一个 lambda 表达式恰好有一个 operator()。你不能提供几个重载来区分参数的类型：

struct MyComparator
{
    bool operator()( int a, int b ) const {return a < b;}
    bool operator()( float a, float b ) const {return /*Some maths here*/;}
};

.. 或对象参数的值类别（即被调用的闭包对象）。你也不能定义特殊的成员函数，包括构造函数和析构函数——如果一个函子负责资源呢？

lambda 的另一个问题是它们不能递归。当然，普通函数（包括算子函数）都可以。

还要考虑 lambdas 不方便用作关联容器的比较器或智能指针的删除器：您不能直接将闭包类型作为模板参数传递，并且需要从另一个闭包对象构造容器成员。（闭包类型没有默认构造函数！）。对于块范围 map 来说，这并不太麻烦：

auto l = [val] (int a, int b) {return val*a < b;};
std::map<int, int, decltype(l)> map(l);

现在，如果您的map 是数据成员，会发生什么？什么模板参数，构造函数初始化列表中的什么初始化器？您必须使用另一个静态数据成员 - 但由于您必须在类定义之外定义它，这可以说是丑陋的。

总结：Lambda 不适用于更复杂的场景，因为它们不是为它们而设计的。它们提供了一种为相应简单的情况创建 simple 函数对象的简洁方法。

【讨论】：

inc(vote): 他们也不能有*this 是&& 重载！谁不想在他们的函数对象上重载右值？
"lambdas (...) cannot be recursive" 这不完全正确，你可以让 lambda 递归，只是它的类型需要提前知道（例如通过将 lambda 存储在 @ 987654331@) 并在捕获列表中引用自身。实际的？不是真的，更不用说你不能返回这样的 lambda（引用本地），但在技术上是可能的。
@JiříPospíšil 为了简单起见，我把它省略了，因为它不切实际。
没有超载？ Template magic to the rescue!
@JiříPospíšil 你觉得你的 lambda 是非递归的吗？您是否缺少堆栈状态和自引用？将Y combinator 直接涂抹在额头上。（注意这个递归 lambda 可以返回，并且不使用类型擦除）

【解决方案2】：

我会考虑在 lambda 上使用仿函数

需要多个实例。
必须进行高级资源处理。
需要将函子称为类型。例如，将其作为模板参数传递。
（相关）可以为 type（相对于 instance）提供一个有意义且通常有用的名称。
发现将逻辑拆分为子功能时可以写得更简洁。在 lambda 中，我们必须将所有内容都写到一个函数中。

【讨论】：

【解决方案3】：

我可以想到两种情况：

当函子携带内部状态时，函子存在一个重要的生命周期问题。它在使用之间保留“一些东西”
当您必须在各处使用相同的代码时，从维护的角度来看，将其编写为函子并将其保留在自己的标头中可能是一个好主意

【讨论】：

【解决方案4】：

lambda 不能是 used in an unevaluated context。一个特别做作的例子是从Shafik's偷来的答案：

在许多情况下它只是无用的，因为每个 lambda 都有一个唯一的类型，给出的假设示例：
template<typename T, typename U>
void g(T, U, decltype([](T x, T y) { return x + y; }) func);

g(1, 2, [](int x, int y) { return x + y; });
声明和调用中的 lambda 类型是不同（根据定义），因此这是行不通的。

因此，即使是具有相同语法的 lambda 也不能代替另一个。在这种情况下，仿函数将起作用。

【讨论】：

你是不是做了一个通用的 lambda 回调！太棒了！