如何將帶有捕獲變數的 C Lambda 函數傳遞給函數指標？

將帶有捕獲變數的Lambda 函數傳遞給C 中的函數指標

在C 中使用lambda 函數時，可以隱式轉換為函數指標一個方便的功能。然而，帶有捕獲變數的 lambda 在這方面提出了挑戰，因為它們無法隱式轉換。

為了解決這個問題，我們需要了解潛在的限制。捕獲 lambda 會維護它們在定義時引用的變數的副本。這種封閉狀態產生了對作用域的依賴，而這種依賴無法用函數指標來表達。

由於指標的固有特性，無法明確轉換為函數指標。指標標識函數在記憶體中的位置，但它們不能攜帶捕獲變數引入的狀態。

要解決此限制，有幾種方法：

1. 建立一個函數物件： 使用operator() 重載定義一個類似類別的函數對象，此重載封裝了捕獲的變數和邏輯。然後這個函數物件就可以當函數指標。然而，這種方法可能會犧牲一些簡潔的 lambda 語法。
2. 作為函數物件傳遞：將 lambda 函數作為函數物件而不是函數指標傳遞。例如，類別 std::function, const stat, int)>;可以保存 lambda 並用作函數指標替代品。
3. 引用外部變數： 使用可由 lambda 函數引用的全域或靜態變數。這種方法允許 lambda 和外部作用域之間進行通信，但可能會引入全局狀態依賴性和潛在的並發問題。

考慮以下範例來說明使用捕獲的變數作為函數指標傳遞lambda函數物件方法：

#include <ftw.h>
#include <iostream>

using namespace std;

class Callback {
public:
    void operator()(const char *fpath, const struct stat *sb, int typeflag) {
        cout << fpath << endl;
    }
};

int main() {
    vector<string> entries;
    Callback callback;

    int ret = ftw("/etc", callback, 1);

    for (auto entry : entries) {
        cout << entry << endl;
    }

    return ret;
}

在這個範例中，我們建立了一個Callback 類，它實現了函數呼叫operator() 來模仿lambda 函數的行為。然後，我們可以將此類的實例作為函數指標傳遞給 ftw 函數，從而有效地保留捕獲的變數。

透過了解將捕獲 lambda 轉換為函數指標的限制並利用替代方法，開發人員可以有效地使用需要函數指標的上下文中的 lambda。

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