C++的 lambda 是函数还是对象？_c++ lambda 撖寡情

2401_85011796

于 2024-05-17 01:19:27 发布

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分类专栏： 2024年程序员学习文章标签：物联网嵌入式硬件面试

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大致等价于:

struct Foo {
    Foo(set<int>\* p) {p_ns = p;}
    bool operator()(int a) {
        auto &ns = \*p-ns;
        return ns.find(a);
    }
private:
    set<int>\* p_ns;
};
...
set<int> ns = {100, 200, 300};
Foo foo(&ns);
cout<< foo(99);

然而……这并不是全部!

在没有捕获任何东西的时候，lambda其实是等价于普通的函数的！可以用Linux C中函数pthread_create()来验证！它只能接收一个参数是void*，返回值也是void*的回调函数。

神奇的是，无参的lambda也可以被pthread_create()使用！

#include <iostream>
#include <pthread.h>
using namespace std;

struct A {

    void\* operator()(void\*) {
        cout<<"xxxx"<<endl;
        return nullptr;
    }
};
int main() {

    A a;
    a(NULL);

    pthread_t t;
    //pthread\_create(&t, NULL, a, NULL); // 编译失败
    auto cb = [](void\*)->void\* {
        cout<<"xxxx"<<endl;
        return nullptr;
    };
    pthread\_create(&t, NULL, cb, NULL); // 编译通过
    pthread\_join(t, NULL);
    return 0;
}

上面代码还可以再改一下，让cb去捕获一个变量，比如：

auto cb = [&](void\*)->void\* {
    cout<<"xxxx"<<endl;
    return nullptr;
};
pthread\_create(&t, NULL, cb, NULL);

这时，给pthread_create()传入cb同样会编译失败！错误信息：

cb.cpp: In function ‘int main()’:
cb.cpp:23:30: error: cannot convert ‘main()::<lambda(void\*)>’ to ‘void\* (\*)(void\*)’
   23 |     pthread\_create(&t, NULL, cb, NULL);
      |                              ^~
      |                              |
      |                              main()::<lambda(void\*)>
In file included from /usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/9/bits/gthr-default.h:35,
                 from /usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/9/bits/gthr.h:148,
                 from /usr/include/c++/9/ext/atomicity.h:35,
                 from /usr/include/c++/9/bits/ios_base.h:39,
                 from /usr/include/c++/9/ios:42,
                 from /usr/include/c++/9/ostream:38,
                 from /usr/include/c++/9/iostream:39,
                 from cb.cpp:1:
/usr/include/pthread.h:200:15: note:   initializing argument 3 of ‘int pthread\_create(pthread_t\*, const pthread_attr_t\*, void\* (\*)(void\*), void\*)’
  200 |       void \*(\*__start_routine) (void \*),
      |       ~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

这其实也不难理解，C++在lambda的设计上也贯彻着零开销 (Zero Overhead）原则，也就是C++不在性能上干多余的事，显然函数比对象开销更小。所以即使同为lambda，在有无捕获的时候，其底层实现其实是截然不同的！