我是c++ 11的新手。我正在写下面的递归lambda函数，但它不能编译。
sum.cpp
#include <iostream>
#include <functional>
auto term = [](int a)->int {
return a*a;
};
auto next = [](int a)->int {
return ++a;
};
auto sum = [term,next,&sum](int a, int b)mutable ->int {
if(a>b)
return 0;
else
return term(a) + sum(next(a),b);
};
int main(){
std::cout<<sum(1,10)<<std::endl;
return 0;
}
编译错误:
vimal@linux-718q：~/Study/09C++/c++0x/lambda> g++ -std=c++0x sum.cpp
sum.cpp:在lambda函数中
sum.cpp:18:36:错误:' ((<lambda(int, int)>*)this)-><lambda(int, int)>::sum '不能用作函数
gcc版本
gcc版本4.5.0 20091231(实验性)(gcc)
但如果我改变sum()的声明如下所示，它可以工作:
std::function<int(int,int)> sum = [term,next,&sum](int a, int b)->int {
if(a>b)
return 0;
else
return term(a) + sum(next(a),b);
};
有人能解释一下吗?
在c++ 14中，现在很容易创建一个有效的递归lambda，而不必引起std::function的额外开销，只需几行代码:
template <class F>
struct y_combinator {
F f; // the lambda will be stored here
// a forwarding operator():
template <class... Args>
decltype(auto) operator()(Args&&... args) const {
// we pass ourselves to f, then the arguments.
return f(*this, std::forward<Args>(args)...);
}
};
// helper function that deduces the type of the lambda:
template <class F>
y_combinator<std::decay_t<F>> make_y_combinator(F&& f) {
return {std::forward<F>(f)};
}
你原来的求和尝试变成:
auto sum = make_y_combinator([term,next](auto sum, int a, int b) -> int {
if (a>b) {
return 0;
}
else {
return term(a) + sum(next(a),b);
}
});
在c++ 17中，使用CTAD，我们可以添加演绎指南:
template <class F> y_combinator(F) -> y_combinator<F>;
这样就不需要辅助函数了。我们可以写y_combinator{[](auto self，…){…直接}}。
在c++ 20中，使用CTAD进行聚合，就不需要演绎指南了。
在c++ 23中，通过演绎，你根本不需要y组合子:
auto sum = [term,next](this auto const& sum, int a, int b) -> int {
if (a>b) {
return 0;
}
else {
return term(a) + sum(next(a),b);
}
}
你需要一个不动点组合器。看到这个。
或者看看下面的代码:
//As decltype(variable)::member_name is invalid currently,
//the following template is a workaround.
//Usage: t2t<decltype(variable)>::t::member_name
template<typename T>
struct t2t
{
typedef T t;
};
template<typename R, typename V>
struct fixpoint
{
typedef std::function<R (V)> func_t;
typedef std::function<func_t (func_t)> tfunc_t;
typedef std::function<func_t (tfunc_t)> yfunc_t;
class loopfunc_t {
public:
func_t operator()(loopfunc_t v)const {
return func(v);
}
template<typename L>
loopfunc_t(const L &l):func(l){}
typedef V Parameter_t;
private:
std::function<func_t (loopfunc_t)> func;
};
static yfunc_t fix;
};
template<typename R, typename V>
typename fixpoint<R, V>::yfunc_t fixpoint<R, V>::fix =
[](fixpoint<R, V>::tfunc_t f) -> fixpoint<R, V>::func_t {
fixpoint<R, V>::loopfunc_t l = [f](fixpoint<R, V>::loopfunc_t x) ->
fixpoint<R, V>::func_t{
//f cannot be captured since it is not a local variable
//of this scope. We need a new reference to it.
auto &ff = f;
//We need struct t2t because template parameter
//V is not accessable in this level.
return [ff, x](t2t<decltype(x)>::t::Parameter_t v){
return ff(x(x))(v);
};
};
return l(l);
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
int v = 0;
std::function<int (int)> fac =
fixpoint<int, int>::fix([](std::function<int (int)> f)
-> std::function<int (int)>{
return [f](int i) -> int{
if(i==0) return 1;
else return i * f(i-1);
};
});
int i = fac(10);
std::cout << i; //3628800
return 0;
}
这里是op的最终答案。无论如何，Visual Studio 2010不支持捕获全局变量。您不需要捕获它们，因为全局变量可以通过define全局访问。下面的答案使用局部变量代替。
#include <functional>
#include <iostream>
template<typename T>
struct t2t
{
typedef T t;
};
template<typename R, typename V1, typename V2>
struct fixpoint
{
typedef std::function<R (V1, V2)> func_t;
typedef std::function<func_t (func_t)> tfunc_t;
typedef std::function<func_t (tfunc_t)> yfunc_t;
class loopfunc_t {
public:
func_t operator()(loopfunc_t v)const {
return func(v);
}
template<typename L>
loopfunc_t(const L &l):func(l){}
typedef V1 Parameter1_t;
typedef V2 Parameter2_t;
private:
std::function<func_t (loopfunc_t)> func;
};
static yfunc_t fix;
};
template<typename R, typename V1, typename V2>
typename fixpoint<R, V1, V2>::yfunc_t fixpoint<R, V1, V2>::fix = [](tfunc_t f) -> func_t {
return [f](fixpoint<R, V1, V2>::loopfunc_t x){ return f(x(x)); }
([f](fixpoint<R, V1, V2>::loopfunc_t x) -> fixpoint<R, V1, V2>::func_t{
auto &ff = f;
return [ff, x](t2t<decltype(x)>::t::Parameter1_t v1,
t2t<decltype(x)>::t::Parameter1_t v2){
return ff(x(x))(v1, v2);
};
});
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
auto term = [](int a)->int {
return a*a;
};
auto next = [](int a)->int {
return ++a;
};
auto sum = fixpoint<int, int, int>::fix(
[term,next](std::function<int (int, int)> sum1) -> std::function<int (int, int)>{
auto &term1 = term;
auto &next1 = next;
return [term1, next1, sum1](int a, int b)mutable ->int {
if(a>b)
return 0;
else
return term1(a) + sum1(next1(a),b);
};
});
std::cout<<sum(1,10)<<std::endl; //385
return 0;
}
我使用std::function<>捕获方法运行了一个基准测试，比较递归函数和递归lambda函数。在clang版本4.1上启用了完全优化后，lambda版本的运行速度明显变慢了。
#include <iostream>
#include <functional>
#include <chrono>
uint64_t sum1(int n) {
return (n <= 1) ? 1 : n + sum1(n - 1);
}
std::function<uint64_t(int)> sum2 = [&] (int n) {
return (n <= 1) ? 1 : n + sum2(n - 1);
};
auto const ITERATIONS = 10000;
auto const DEPTH = 100000;
template <class Func, class Input>
void benchmark(Func&& func, Input&& input) {
auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
for (auto i = 0; i != ITERATIONS; ++i) {
func(input);
}
auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(t2-t1).count();
std::cout << "Duration: " << duration << std::endl;
}
int main() {
benchmark(sum1, DEPTH);
benchmark(sum2, DEPTH);
}
产生的结果:
Duration: 0 // regular function
Duration: 4027 // lambda function
(注意:我还确认了一个从cin获取输入的版本，以消除编译时计算)
Clang还会产生一个编译器警告:
main.cc:10:29: warning: variable 'sum2' is uninitialized when used within its own initialization [-Wuninitialized]
这是意料之中的，也是安全的，但应该注意。
在我们的工具中有一个解决方案是很好的，但我认为如果要与当前的方法相比，该语言需要更好的方法来处理这种情况。
注意:
正如一位评论者指出的那样，最新版本的vc++似乎已经找到了一种方法来优化这一点，以达到同等的性能。也许我们不需要更好的方法来处理这个问题(除了语法糖)。
另外，正如最近几周其他一些SO帖子所概述的那样，std::function<>本身的性能可能是导致直接调用function速度变慢的原因，至少当lambda捕获太大而无法放入一些库优化的空间时(我猜有点像各种短字符串优化?)
