如何将带有捕获变量的 C Lambda 函数传递给函数指针？

将带有捕获变量的 Lambda 函数传递给 C 中的函数指针

在 C 中使用 lambda 函数时，可以隐式转换为函数指针一个方便的功能。然而，带有捕获变量的 lambda 在这方面提出了挑战，因为它们无法隐式转换。

为了解决这个问题，我们需要了解潜在的限制。捕获 lambda 会维护它们在定义时引用的变量的副本。这种封闭状态产生了对作用域的依赖，这种依赖无法用函数指针来表达。

由于指针的固有特性，无法显式转换为函数指针。指针标识函数在内存中的位置，但它们不能携带捕获变量引入的状态。

要解决此限制，有几种方法：

1. 创建一个函数对象： 使用operator() 重载定义一个类似类的函数对象，该重载封装了捕获的变量和逻辑。然后这个函数对象可以用作函数指针。然而，这种方法可能会牺牲一些简洁的 lambda 语法。
2. 作为函数对象传递：将 lambda 函数作为函数对象而不是函数指针传递。例如，类 std::function, const stat, int)>;可以保存 lambda 并用作函数指针替代品。
3. 引用外部变量： 使用可由 lambda 函数引用的全局或静态变量。这种方法允许 lambda 和外部作用域之间进行通信，但可能会引入全局状态依赖性和潜在的并发问题。

考虑以下示例来说明使用捕获的变量作为函数指针传递 lambda函数对象方法：

#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;
}

在这个示例中，我们创建了一个 Callback 类，它实现了函数调用 operator() 来模仿 lambda 函数的行为。然后，我们可以将此类的实例作为函数指针传递给 ftw 函数，从而有效地保留捕获的变量。

通过了解将捕获 lambda 转换为函数指针的局限性并利用替代方法，开发人员可以有效地使用需要函数指针的上下文中的 lambda。

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