用C ++ 11个lambda表达式C函数指针(C function pointers with C

所以我想写一个集成功能与C ++ 11个lambda表达式中使用。 该代码看起来是这样的：

double Integrate(std::function<double(double,void*)> func, double a,double b,std::vector<double> & params)
{
  gsl_integration_workspace * w = gsl_integration_workspace_alloc (1000);
  gsl_function F;
  F.function =func;
  F.params = (void*)&params;
  double error,result;
  gsl_integration_qag (&F, a, b, 0, 1e-7, 1000,GSL_INTEG_GAUSS61,w, &result, &error);
  gsl_integration_workspace_free (w);
  return result;
}

void Another_function()
{
 //...
Integrate([](double a,void* param)
   {
   return ((vector<double> *)params)->at(0)*a+((vector<double> *)params)->at(1);
   }
   ,0,3,{2,3});
}

尝试编译此，编译器说：

error: cannot convert ‘std::function<double(double, void*)>’ to ‘double (*)(double, void*)’ in assignment

约行

F.function =func;

但是，如果我写的：

F.function =[](double a,void* param)
   {
   return ((std::vector<double> *)param)->at(0)*a+((std::vector<double> *)param)->at(1);
   };

它编译和工作正常。 我应该如何解决这个问题？

Answer 1:

使用一个void *是典型的Ç回调接口传递一些“状态”的功能。 但是，性病::功能并不需要这个，因为的std ::功能支持“状态的功能”。 所以，你可以这样做：

double Integrate(
          std::function<double(double)> func,
          double a, double b)
{
    typedef std::function<double(double)> fun_type;
    :::
    F.function = [](double x, void* p){
        return (*static_cast<fun_type*>(p))(x);
    };
    F.params = &func;
    :::
}

和参数向量的参考存储为将在标准::功能对象被封装或不喜欢这样的函子的一部分：

void Another_function()
{
    double m = 2;
    double b = 3;
    auto func = [&](double x){return m*x+b};
    auto r1 = Integrate(func,0,3);
    :::
}

然而，这种解决方案将使用颇多间接引用。 GSL将调用您的拉姆达。 您的拉姆达将调用的std ::函数<> ::运算符（）这反过来会inwoke某种一个用于类型擦除这又将调用实际计算虚拟功能的。

所以，如果你关心性能，你可以摆脱几个层的存在，具体的std ::功能。 下面是一个函数模板另一种方法：

template<class Func>
double Integrate(
          Func func,
          double a, double b)
{
    :::
    F.function = [](double x, void* p)->double{
        return (*static_cast<Func*>(p))(x);
    };
    F.params = &func;
    :::
}

我想我会更喜欢这个在的std ::功能的解决方案。

Answer 2:

貌似GSL库需要一个函数指针。 其不捕获一个lambda可以转换为一个函数指针。 任何拉姆达可以被转换为一个std::function 。 但是，一个std::function不能转换函数指针。

你可以试试：

struct functor_and_params {
  std::function<double(double, void*)> f;
  void* params;
  static double invoke(double x, void* ptr) {
      functor_and_params& f_and_p = *reinterpret_cast<functor_and_params*>(ptr);
      return f_and_p.f(x, f_and_p.params);
  }
};

double Integrate(std::function<double(double,void*)> func,
                 double a,double b,std::vector<double> & params) {
    functor_and_params f_and_p{ func, &params };
    gsl_function F;
    F.function = &functor_and_params::invoke;
    F.params = &f_and_p;
    //...
 }

Answer 3:

甲std::function<>不能被转换为函数指针。 std::function<>是可以潜在地保持状态，而常规功能是无状态的函数对象（样的，你可能有static变量，但那是另一回事）。

在另一方面， 无状态的 lambda表达式可以转换为一个函数指针，所以你可能会改变你的函数的签名，直接接受一个函数指针和拉姆达将被转换：

double Integrate(double(*func)(double,void*), double a, double b, 
                 std::vector<double> & params) // !!!

std::vector<double> p{2,3};
Integrate([](double a,void* param)
   {
      std::vector<double> *p = static_cast<std::vector<double>*>param;
      return p->at(0)*a+p->at(1);
   }
   ,0,3,p);

请注意，这是非法的绑定一个右值到非const引用，这样你就不能合法地通过{2,3}作为最后一个参数来Integrate （即使的Visual Studio可以让你），你需要创建一个名为变量。

Answer 4:

这是最好的封装void *您包装函数内部转换：

double Integrate(std::function<double(double)> func, double a, double b)
{
  gsl_integration_workspace * w = gsl_integration_workspace_alloc (1000);
  gsl_function F;
  F.function = [](double a, void *param) {
    return (*static_cast<std::function<double(double)> *>(param))(a); };
  F.params = (void*)&func;
  double error,result;
  gsl_integration_qag (&F, a, b, 0, 1e-7, 1000,GSL_INTEG_GAUSS61,w, &result, &error);
  gsl_integration_workspace_free (w);
  return result;
}

void Another_function()
{
  //...
  std::vector<double> params = {2, 3};
  Integrate([params](double a) { return (params[0]*a+params[1]; }, 0, 3);
}

有一定量的过剩间接这里（通过std::function ），但CPU的分支预测器将能够执行还有间接将永远是相同的拉姆达。

Answer 5:

如果您需要整合与捕获lambda函数（在这种情况下，没有转化为原始指针），如果你不希望有的std ::功能（如sellibitze指出，相关的性能损失-看性病::功能VS模板 ），你可以使用下面的包装

 template< typename F >  class gsl_function_pp : public gsl_function {
 public:
 gsl_function_pp(const F& func) : _func(func) {
   function = &gsl_function_pp::invoke;
   params=this;
 }
 private:
 const F& _func;
 static double invoke(double x, void *params) {
 return static_cast<gsl_function_pp*>(params)->_func(x);
 }
 };

下面是测试代码，演示了如何使用它

 double a = 1;
 auto ptr = [=](double x)->double{return a*x;};
 gsl_function_pp<decltype(ptr)> Fp(ptr);
 gsl_function *F = static_cast<gsl_function*>(&Fp);   

如果你真的想使用std ::功能，那么你可以使用这个版本的包装的

class gsl_function_pp : public gsl_function
{
   public:
   gsl_function_pp(std::function<double(double)> const& func) : _func(func){
   function=&gsl_function_pp::invoke;
   params=this;
   }     
   private:
   std::function<double(double)> _func;
   static double invoke(double x, void *params) {
   return static_cast<gsl_function_pp*>(params)->_func(x);
   }
};

在这种情况下，测试代码更简单

double a = 1;
gsl_function_pp Fp([=](double x)->double{return a*x;}); 
gsl_function *F = static_cast<gsl_function*>(&Fp);  

那些包装的好处是，它们也可以用于整合类的成员函数。

文章来源: C function pointers with C++11 lambdas