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C++?如何將Lambda轉(zhuǎn)換成函數(shù)指針

更新時間：2022年11月05日 11:16:44 作者：斗酒神僧

這篇文章主要介紹了C++?如何將Lambda轉(zhuǎn)換成函數(shù)指針，具有很好的參考價值，希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教

參考下面的代碼

void example1()
{
? ? auto add = [](int x, int y)
? ? {
? ? ? ? return x + y;
? ? };
? ? int x = 2, y = 3;
? ? int z1 = add(x, y); ? ? ? ? ? ? ? ? ?// 調(diào)用Lambda
? ? int(*f)(int, int) = add; ? ? ? ? ? ? // Lambda轉(zhuǎn)換成函數(shù)指針
? ? int z2 = f(x, y); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?// 調(diào)用函數(shù)
? ? cout << z1 << ", " << z2 << endl;
}

Lambda是實現(xiàn)了函數(shù)調(diào)用運算符的匿名類(anonymous class)。對于每一個Lambda，編譯器創(chuàng)建匿名類，并定義相應(yīng)的數(shù)據(jù)成員存儲Lambda捕獲的變量。沒有捕獲變量的Lambda不包含任何含成員變量。

一個沒有任何成員變量(包括沒有虛函數(shù)表指針)的類型，在空指針上調(diào)用成員函數(shù)也不會有任何的問題，因為它的成員函數(shù)不會通過this指針訪問內(nèi)存。

當(dāng)Lambda向函數(shù)指針的轉(zhuǎn)換時，編譯器為Lambda的匿名類實現(xiàn)函數(shù)指針類型轉(zhuǎn)換運算符。

上面的例子中，編譯器實現(xiàn)operator int(*)(int, int)。

下面是Visual C++編譯器為語句int(*f)(int, int) = add生成的64位匯編代碼：

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

第1行，變量"add"的地址存入rcx寄存器；第2行，調(diào)用匿名類的函數(shù)指針類型轉(zhuǎn)換運算符；第3行，返回結(jié)果存入變量f。

提示：在默認(rèn)的成員函數(shù)調(diào)用約定__thiscall下，this指針通過rcx寄存器傳遞，有關(guān)__thiscall的詳細(xì)內(nèi)容，請參考：https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/cpp/thiscall。

下面是類型轉(zhuǎn)換運算符實現(xiàn)的一行關(guān)鍵匯編代碼

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

這一行把匿名類的名為lambda_invoker_cdecl的函數(shù)地址存入用于返回結(jié)果的寄存器rax。因為只有類的靜態(tài)函數(shù)可以轉(zhuǎn)換成非成員函數(shù)指針，所以lambda_invoker_cdecl是靜態(tài)函數(shù)。下面是此函數(shù)其中一段匯編代碼：

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

第一行，rcx寄存器清0，即this指針置0；第二行，調(diào)用operator()。

綜合上面的分析，得出Lambda轉(zhuǎn)換成函數(shù)指針的一種可能的實現(xiàn)方式，參考下面的代碼：

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

// 實現(xiàn)兩個整數(shù)相加的函數(shù)對象
class add_function_object
{
public:
? ? // 函數(shù)調(diào)用運算符
? ? int operator()(int x, int y)const
? ? {
? ? ? ? return x + y;
? ? }
? ? // 函數(shù)指針類型轉(zhuǎn)換運算符
? ? 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;
}

從C++17起，沒有捕獲任何變量的Lambda可以用作值類型模板實參，參考下面的代碼：

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;
? ? };
? ? auto sub = [](int x, int y)
? ? {
? ? ? ? return x - y;
? ? };
? ? int z1 = integer_operation_t<add>(2, 3);
? ? int z2 = do_integer_operation(integer_operation_t<sub>, 2, 3);
? ? cout << "z1 : " << z1 << ", z2 : " << z2 << endl;
}

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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