C++闭包,一样很简单


引用百度上对闭包的定义:闭包是指可以包含自由(未绑定到特定对象)变量的代码块;这些变量不是在这个代码块内或者任何全局上下文中定义的,而是在定义代码块的环境中定义(局部变量)。“闭包” 一词来源于以下两者的结合:要执行的代码块(由于自由变量被包含在代码块中,这些自由变量以及它们引用的对象没有被释放)和为自由变量提供绑定的计算环境(作用域)。在PHP、Scala、Scheme、Common Lisp、Smalltalk、Groovy、JavaScript、Ruby、 Python、Go、Lua、objective c、swift 以及Java(Java8及以上)等语言中都能找到对闭包不同程度的支持。 
那,C++难道不支持闭包吗? 非也!

C++闭包

有了C++14的支持,实现闭包还是轻而易举的!

#include <functional> #include <iostream> #include <vector> using namespace std; auto foo(int bar) { const char t = 'A' + bar; return [=](int b)->char { const char res = t + b; return res; }; } int main(int argc, char * argv[]) { const int tests = 8; //产生8个闭包 vector<function<char(int)> > vec_closures; for (int i = 0; i < tests; ++i) vec_closures.push_back(foo(i)); //多线程集中调用 #pragma omp parallel for for (int i = 0; i < tests; ++i) { const char res = vec_closures[i](i + 1); cout << res; } cout << endl; //单线程集中调用 for (int i = 0; i < tests; ++i) { const char res = vec_closures[i](i + 1); cout << res; } cout << endl; return 0; }
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上面的代码中,在函数foo里创建了一个调用,使用值捕获局部变量。到主函数里,分别以多线程和单线程的模式调用10次。输出:

BFDJLNHP
BDFHJLNP
请按任意键继续. . .
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不过注意了,这里的lambada表达式采用的是[=]值捕获。如果采用引用捕获,会如何呢?

auto foo(int bar) { const char t = 'A' + bar; return [&](int b)->char { const char res = t + b; return res; }; }
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输出乱码。 
究其原因,应该是采用引用捕获时,由于函数foo并不在当前堆栈的 
执行链上,对局部变量t的引用也就非法了。我们看看堆栈:

>   cpp_closure.exe!foo::__l2::<lambda>(int b) 行 10 C++ cpp_closure.exe!std::_Invoker_functor::_Call<char <lambda>(int) &,int>(foo::__l2::char <lambda>(int) & _Obj, int && <_Args_0>) 行 1534 C++ cpp_closure.exe!std::invoke<char <lambda>(int) &,int>(foo::__l2::char <lambda>(int) & _Obj, int && <_Args_0>) 行 1534 C++ cpp_closure.exe!std::_Invoker_ret<char,0>::_Call<char <lambda>(int) &,int>(foo::__l2::char <lambda>(int) & <_Vals_0>, int && <_Vals_1>) 行 1569 C++ cpp_closure.exe!std::_Func_impl<char <lambda>(int),std::allocator<int>,char,int>::_Do_call(int && <_Args_0>) 行 211 C++ cpp_closure.exe!std::_Func_class<char,int>::operator()(int <_Args_0>) 行 277 C++ cpp_closure.exe!main$omp$1() 行 25 C++ 
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里面就没有对函数 foo的压栈记录。

*编译器:Microsoft Visual Studio 2017

实现一个计数器

由于C++不支持命名函数的嵌套定义,使得实现类似JS计数器的闭包用法无法实现。但也不代表完全无法进行。比如下面的玩法:

#include <functional> #include <iostream> #include <vector> #include <unordered_map> #include <string> #include <memory> using namespace std; auto gounter(int initial) { shared_ptr<int> pct(new int{ initial }); unordered_map<string, function<int()> > functions; functions["reset"] = [=]()->int { *pct = initial; return *pct; }; functions["next"] = [=]()->int { return (*pct)++; }; return functions; } int main(int argc, char * argv[]) { auto counter_a = gounter(10); auto counter_b = gounter(100); cout << counter_a["next"]()<<endl; cout << counter_a["next"]() << endl; cout << counter_b["next"]() << endl; cout << counter_b["next"]() << endl; counter_a["reset"](); cout << counter_a["next"]() << endl; cout << counter_b["next"]() << endl; return 0; }
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输出:

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11
100
101
10
102
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局限

C++为静态语言,使用任何手段模拟动态功能,都意味着性能损失。一味的追求语法方便,与性能上的折中是矛盾的。当然了,这也是城会玩的乐趣所在!

 

http://blog.csdn.net/goldenhawking/article/details/70589476


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