是否可以在 C++11 之前创建函数局部闭包？

Question

借助 C++11，我们获得了 lambda，并且可以在我们真正需要的地方（而不是在它们不真正属于的地方）即时创建函数/函子/闭包。
在 C++98/03 中，创建函数本地函子/闭包的一个好方法如下：

struct{
  void operator()(int& item){ ++item; }
}foo_functor;
some_templated_func(some_args, foo_functor);

遗憾的是，您不能使用模板的本地类型（Visual Studio 允许在启用语言扩展的情况下这样做）。我的思路是这样的：

struct X{
  static void functor(int& item){ ++item; }
};
some_templated_func(some_args, &X::functor);

明显的问题是，你无法保存任何状态，因为本地结构/类不能有静态成员。
我解决该问题的下一个想法是混合使用 std::bind1st 和 std::mem_fun 以及非静态方法和方法。变量，但不幸的是 std::mem_fun 不知何故被 std::mem_fn(&X::functor) 阻塞，这又可能是因为本地结构/类不能在模板中使用：

// wanted, not working solution
struct X{
  int n_;
  X(int n) : n_(n) {}
  void functor(int& item) const { item += n_; }
};
X x(5);
some_templated_func(some_args,std::bind1st(std::mem_fun(&X::functor),&x));

在 VC9 和 VC9 下失败VC10（带有 /Za，禁用语言扩展）出现以下错误

error C2893: Failed to specialize function template 'std::const_mem_fun1_t<_Result,_Ty,_Arg> std::mem_fun(_Result (_Ty::* )(_Arg) const)'
With the following template arguments:
'void'
'main::X'
'int &'

或者在 gcc 4.3.4 下出现此错误

error: no matching function for call to ‘mem_fun(void (main()::X::*)(int&))’

有趣的是，VC9 / VC10 仍然对上面的示例感到窒息，即使启用了语言扩展

error C2535: 'void std::binder1st<_Fn2>::operator ()(int &) const' : member function already defined or declared

： ，标题中所述的功能是否可以以某种方式实现？或者我在最后一个示例中使用 std::bind1st 或 std::mem_fun 时犯了错误吗？

Answer 1

bind1st 仅适用于二进制函数，并且一般来说它非常受限制。 mem_fn 仅适用于非静态成员函数；对于您的应用程序，您需要 ptr_fun。

实际上，C++03 中完成这项工作的最佳工具是 Boost Bind，或者我将在此处使用 tr1::bind 进行演示，（在我看来）它更可移植。

#include <tr1/functional>
#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std::tr1::placeholders;

int nums[] = { 1, 2, 4, 5, 6, 8 };

int main() {
    struct is_multiple {
        static bool fn( int mod, int num ) { return num % mod == 0; }
    };

    int *n = std::find_if( nums, nums + sizeof nums/sizeof*nums,
                        std::tr1::bind( is_multiple::fn, 3, _1 ) );

    std::cout << n - nums << '\n';
}

Answer 2

是的，您可以，但您必须实现接口中声明的一个或多个虚拟方法。

template<typename Arg, typename Result>
struct my_unary_function
{
    virtual Result operator()(Arg) = 0;
};

template<typename Arg, typename Result>
struct my_unary_functor
{
    my_unary_function<Arg, Result> m_closure;
    my_unary_functor(my_unary_function<Arg, Result> closure) : m_closure(closure) {}
    Result operator()(Arg a) { return m_closure(a); }
};

template<typename T, TFunctor>
void some_templated_function( std::vector<T> items, TFunctor actor );

然后，您可以定义并使用本地闭包：

void f()
{
    std::vector<int> collection;

    struct closure : my_unary_function<int, int>
    {
        int m_x, m_y;
        closure(int x, int y) : m_x(x), m_y(y) {}
        virtual int operator()(int i) const { cout << m_x + m_y*i << "\t"; return (m_x - m_y) * i; }
    };

    some_templated_function( collection, my_unary_functor<int,int>(closure(1, 5)) );
}

---

此改进归功于 @Omnifarious (my_unary_functor不需要）：

void f()
{
    std::vector<int> collection;

    struct closure : my_unary_function<int, int>
    {
        int m_x, m_y;
        closure(int x, int y) : m_x(x), m_y(y) {}
        virtual int operator()(int i) const { cout << m_x + m_y*i << "\t"; return (m_x - m_y) * i; }
    };

    // need a const reference here, to bind to a temporary
    const my_unary_functor<int,int>& closure_1_5 = my_unary_functor<int,int>(closure(1, 5))
    some_templated_function( collection, closure_1_5 );
}

Answer 3

如果这在 C++03 中可行，为什么 C++0x 会引入 lambda？ lambda 存在是有原因的，因为绑定和所有其他 C++03 解决方案都很糟糕。