将具有非空 return 类型的 lambda 转换为函数指针

Question

我正在尝试将 lambda 函数 转换为 函数指针。但是，当 lambda 具有非空 return 类型时，转换会失败。详情见代码片段。

是否可以将 fun2 转换为 通用函数指针，我可以将其保存以备后用？

更新：我的目的是将各种函数转换为 "generic function pointer"，可以保存在 std::map 中。使用后，我会将其转换回其原始函数类型。

#include <iostream>

int fun3() { return 1; }

int main(int argc, char *argv[]) {

  typedef void (*voidFunctionType)(void);

  // Case 1: lambda, return type void 
  auto fun1 = []() { std::cout << "hello" << std::endl; };
  // -> compiles
  auto casted_fun1 = (voidFunctionType)fun1;

  // Case 2: lambda, return type int
  auto fun2 = []() { std::cout << "world" << std::endl; return -1;};
  // -> error: invalid cast from type ‘main(int, char**)::<lambda()>’ to type ‘voidFunctionType {aka void (*)()}’
  auto casted_fun2 = (voidFunctionType)fun2;

  // Case 3: free function, return type int -> compiles
  auto casted_fun3 = (voidFunctionType)fun3;

  return 0;
}

Answer 1

问题是您使用的是 C 风格的显式转换。这些都是出了名的危险。

在这种情况下，问题是 fun3（与 fun2 形成对比）已经衰减为 int(*)().

类型的函数指针

然后您将其转换为 void(*)()。这是有效的，因为 C 风格的强制转换将尝试执行不同的 C++ 强制转换表达式，直到一个有效。特别是它还会尝试 reinterpret_cast.

reinterpret_cast<voidFunctionType>(fun3)

有效，因为 reinterpret_cast 可以将 any 函数指针转换为 any 其他函数指针。

但是，不允许通过获取的指针调用函数。这样做会导致您的程序出现 未定义的行为 。如您所见，此转换的用途非常有限，如果您不注意它，它会很危险。

不要使用 C 风格的转换，而是使用 static_cast<voidFunctionType>(fun3)，在这两种情况下您都会得到相应的编译时错误。

您不能使用 returns 一种类型的函数（无论是自由函数还是 lambda），就像它返回另一种（或没有）类型一样。因此，将 returns int 的 lambda 转换为 void(*)() 没有意义。

如果你真的想保存任意函数指针，你可以先将lambda转换为函数指针，然后然后使用 reinterpret_cast 将其转换为目标函数指针类型。我仍然不会使用 C 风格的转换，因为 reinterpret_cast 至少会清楚地表明你打算做什么样的转换：

auto casted_fun2 = reinterpret_cast<voidFunctionType>(+fun2);

一元 + 是强制将 lambda 转换为函数指针的常用技巧。但还要注意，只有没有捕获的 lambda 可以转换为函数指针。

正如我上面所解释的，您必须在调用它之前将指针转换回其原始类型，因此您需要将类型信息存储在某处。我不确定你打算怎么做，但你可能需要实现 std::function 的一些扩展版本，参见例如this question std::function 是如何做到的。

将具有非空 return 类型的 lambda 转换为函数指针

Casting lambda with non-void return type to function pointer

c++

lambda

function-pointers