C++ 在虚方法中使用捕获 lambda

Question

我尝试使用以下 C++ 代码，但在使用 g++ 4.9.2 和--std=c++11:

template <class T>
class foo {
    public:
        virtual void s( T scale , const foo<T>& rhs ) {
        }
};

template <class T>
class bar : public foo<T> {
    public:
        T z( T init , T (*f)( T a , T& x , const T& y ) , const foo<T>& rhs ) {
        }
        void s( T scale , const foo<T>& rhs ) {
            this->z( ((T)0) , [=]( T a, T& l, const T& r ) {return ((l+=scale*r)?((T)0):((T)0));} , rhs );
        }
};

int main () {
    bar<float>* a = new bar<float>();
    foo<float>* b = new foo<float>();
    return 0;
}

如果我删除方法定义前面的 virtual 并且如果我从 lambda 中删除捕获的 scale，代码将编译。如果正确理解问题，它是这样工作的：当方法不是虚拟时，通过其关联类型的 operator () 使用带有捕获的 lambda。当方法是虚方法时，不能使用该运算符，因为它不能通过动态调度调用，只能通过普通方法调用。但是 lambda 也不能转换为函数指针，因为该转换仅适用于无捕获 lambda。我假设 z 如果 s 是虚拟的，则通过动态调度调用，即使 z 不是虚拟的。分析正确吗？

我不明白的是为什么 z 不能通过普通方法调用来调用 - 毕竟它不是虚拟的。我也不明白为什么删除模板参数并将所有 Ts 替换为 floats 会使虚拟和非虚拟情况下的编译失败（删除捕获的 scale 仍然允许编译成功）。

无论如何，有没有一种简单且有点有效的方法来解决这个问题？我想在虚拟和非捕获中使用 lambdas（或类似的东西）模板的虚拟方法类。我知道 std::function，但它相当重量级。而且无捕获 lambda 的功能远不如带捕获的 lambda，因此它们可能无法解决我的问题。

PS：如果您想知道 z 应该做什么：它是 zipWith 后跟 foldl 在 Haskell（或者有点像带有两个输入列表的 mapreduce，如果您不知道 Haskell）并且可以用于大多数使用 foo 的一元和二元运算。在我最初的实现中，init 不是 T 类型，而是用作类型的附加模板参数，为简单起见，此处已将其删除。

Answer 1

正如雷蒙德陈指出的那样，虚拟性确实是一个转移注意力的问题。

目前，我决定采用这种丑陋的解决方法，但我不会接受我的回答，因为它不是真正的解决方案：

template <class T>
class foo {
    public:
        virtual void s( T scale , const foo<T>& rhs ) {
        }
};

template <class T>
class bar : public foo<T> {
    public:
        T z( T init , T (*f)( T a , T& x , const T& y ) , const foo<T>& rhs ) {
        }
        template <class U>
        U z2( U init , T capture_0 , T capture_1 , U (*f)( T capture_0 , T capture_1 , U a , T& x , const T& y ) , const foo<T>& rhs ) {
            return init;
        }
        void s( T scale , const foo<T>& rhs ) {
            this->z2<T>( ((T)0) , scale , ((T)0) , []( T c0 , T c1 , T a, T& l, const T& r ) {return ((l+=c0*r)?((T)0):((T)0));} , rhs );
            //this->z( ((T)0) , [=]( T a, T& l, const T& r ) {return ((l+=scale*r)?((T)0):((T)0));} , rhs );
        }
};

int main () {
    bar<float>* a = new bar<float>();
    foo<float>* b = new foo<float>();
    a->s(0,*b);
    return 0;
}

这编译并允许我将 z2 与最多 2 个正确类型的 "pseudo-captures" 一起使用，有或没有虚拟性，甚至还有我在问题中遗漏的附加模板参数。不需要的捕获可以简单地设置为 0 并忽略。

Answer 2

使用模板。

virtual 这里其实和你的问题没有任何关系。问题是原始函数指针不能携带任何状态，因此带有捕获的 lambda 不能转换为函数指针。

您应该 z 一个接受任何类型作为其第二个参数的模板，而不是原始函数指针：

template <class T>
class foo {
    public:
        virtual void s( T scale , const foo<T>& rhs ) {
        }
};

template <class T>
class bar : public foo<T> {
    public:
        template <typename F>
        T z( T init , F&& f, const foo<T>& rhs ) {
            f(/*some args*/);
        }
        void s( T scale , const foo<T>& rhs ) {
            this->z( ((T)0) , [=]( T a, T& l, const T& r ) {return ((l+=scale*r)?((T)0):((T)0));} , rhs );
        }
};

int main () {
    bar<float>* a = new bar<float>();
    foo<float>* b = new foo<float>();
    return 0;
}

Live Demo

现在 z 通过实际类型接受您的 lambda，它的状态可以继续，一切正常。

C++ 在虚方法中使用捕获 lambda

C++ using capturing lambda inside virtual method

c++

lambda

virtual-functions

dynamic-dispatch

c++11