Ответ 1

Подумайте о различии между версией auto и полностью указанной версией типа. Ключевое слово auto выводит его тип из того, с которым он инициализируется, но то, что вы инициализируете, должно знать, что такое его тип (в этом случае закрытие лямбда должно знать типы, которые он захватывает), Что-то из проблемы с курицей и яйцом.

С другой стороны, полностью определенный тип объекта функции не должен "знать" что-либо о том, что ему назначается, и поэтому лямбда-закрытие также может быть полностью информировано о типах, которые он захватывает.

Рассмотрим эту небольшую модификацию вашего кода, и это может иметь больше смысла:

std::function<int(int,int)> sum;
sum = [term,next,&sum](int a, int b)->int {
if(a>b)
    return 0;
else
    return term(a) + sum(next(a),b);
};

Очевидно, что это не будет работать с авто. Рекурсивные лямбда-функции работают отлично (по крайней мере, они работают в MSVC, где у меня есть опыт работы с ними), просто они не совместимы с выводами типа.

Ответ 2

Хитрость заключается в том, чтобы передать лямбда-реализацию себе в качестве параметра, а не путем захвата.

const auto sum = [term,next](int a, int b) {
  auto sum_impl=[term,next](int a,int b,auto& sum_ref) mutable {
    if(a>b){
      return 0;
    }
    return term(a) + sum_ref(next(a),b,sum_ref);
  };
  return sum_impl(a,b,sum_impl);
};

Все проблемы в информатике могут быть решены с помощью другого уровня косвенности. Я впервые нашел этот легкий трюк в http://pedromelendez.com/blog/2015/07/16/recursive-lambdas-in-c14/

Это требует С++ 14, в то время как вопрос находится на С++ 11, но, возможно, интересен большинству.

Проход через std::function также возможен, но может привести к более медленному коду. Но не всегда. Посмотрите ответы на std::function vs template

Ответ 3

С С++ 14 теперь довольно легко сделать эффективную рекурсивную лямбду без дополнительных затрат на std::function всего за несколько строк кода (с небольшим редактированием из оригинала, чтобы пользователь не мог принять случайная копия):

template <class F>
struct y_combinator {
    F f; // the lambda will be stored here

    // a forwarding operator():
    template <class... Args>
    decltype(auto) operator()(Args&&... args) const {
        // we pass ourselves to f, then the arguments.
        // [edit: Barry] pass in std::ref(*this) instead of *this
        return f(std::ref(*this), std::forward<Args>(args)...);
    }
};

// helper function that deduces the type of the lambda:
template <class F>
y_combinator<std::decay_t<F>> make_y_combinator(F&& f) {
    return {std::forward<F>(f)};
}

с которой ваша первоначальная попытка sum становится:

auto sum = make_y_combinator([term,next](auto sum, int a, int b) {
  if (a>b) {
    return 0;
  }
  else {
    return term(a) + sum(next(a),b);
  }
});

В С++ 17 с помощью CTAD мы можем добавить руководство по выводам:

template <class F> y_combinator(F) -> y_combinator<F>;

Что устраняет необходимость в вспомогательной функции. Мы можем просто написать y_combinator{[](auto self, ...){...}} напрямую.

В С++ 20 с CTAD для агрегатов руководство по выводу не понадобится.

Ответ 4

У меня есть другое решение, но работайте только с безгарантийными lambdas:

void f()
{
    static int (*self)(int) = [](int i)->int { return i>0 ? self(i-1)*i : 1; };
    std::cout<<self(10);
}

Трюк здесь в том, что lambdas может обращаться к статическим переменным, и вы можете конвертировать безстоящие в указатель функций.

Вы можете использовать его со стандартными лямбдами:

void g()
{
    int sum;
    auto rec = [&sum](int i) -> int
    {
        static int (*inner)(int&, int) = [](int& _sum, int i)->int 
        {
            _sum += i;
            return i>0 ? inner(_sum, i-1)*i : 1; 
        };
        return inner(sum, i);
    };
}

Его работа в GCC 4.7

Ответ 5

Вы можете сделать сам вызов лямбда-функции рекурсивно. Единственное, что вам нужно сделать - это ссылаться на него через оболочку функции, чтобы компилятор знал, что он возвращает и тип аргумента (вы не можете захватить переменную - сама лямбда - которая еще не определена).

  function<int (int)> f;

  f = [&f](int x) {
    if (x == 0) return 0;
    return x + f(x-1);
  };

  printf("%d\n", f(10));

Будьте очень осторожны, чтобы не выходить из области оболочки f.

Ответ 6

Чтобы сделать лямбда-рекурсию без использования внешних классов и функций (например, std::function или комбинатор с фиксированной запятой), можно использовать следующую конструкцию в С++ 14 (живой пример):

#include <utility>
#include <list>
#include <memory>
#include <iostream>

int main()
{
    struct tree
    {
        int payload;
        std::list< tree > children = {}; // std::list of incomplete type is allowed
    };
    std::size_t indent = 0;
    // indication of result type here is essential
    const auto print = [&] (const auto & self, const tree & node) -> void
    {
        std::cout << std::string(indent, ' ') << node.payload << '\n';
        ++indent;
        for (const tree & t : node.children) {
            self(self, t);
        }
        --indent;
    };
    print(print, {1, {{2, {{8}}}, {3, {{5, {{7}}}, {6}}}, {4}}});
}

печатает:

1
 2
  8
 3
  5
   7
  6
 4

Примечание. Тип результата лямбда должен быть указан явно.

Ответ 7

Я провел тест, сравнивающий рекурсивную функцию и рекурсивную лямбда-функцию с использованием метода захвата std::function<>. Благодаря полной оптимизации, включенной в версии 4.1, версия langda работает значительно медленнее.

#include <iostream>
#include <functional>
#include <chrono>

uint64_t sum1(int n) {
  return (n <= 1) ? 1 : n + sum1(n - 1);
}

std::function<uint64_t(int)> sum2 = [&] (int n) {
  return (n <= 1) ? 1 : n + sum2(n - 1);
};

auto const ITERATIONS = 10000;
auto const DEPTH = 100000;

template <class Func, class Input>
void benchmark(Func&& func, Input&& input) {
  auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
  for (auto i = 0; i != ITERATIONS; ++i) {
    func(input);
  }
  auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
  auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(t2-t1).count();
  std::cout << "Duration: " << duration << std::endl;
}

int main() {
  benchmark(sum1, DEPTH);
  benchmark(sum2, DEPTH);
}

Производит результаты:

Duration: 0 // regular function
Duration: 4027 // lambda function

(Примечание: я также подтвердил версию, в которой вводились данные cin, чтобы исключить оценку времени компиляции)

Clang также выдает предупреждение компилятора:

main.cc:10:29: warning: variable 'sum2' is uninitialized when used within its own initialization [-Wuninitialized]

Ожидается и безопасно, но следует отметить.

Хорошо, что у нас есть решение в наших инструментальных сетях, но я думаю, что для этого случая язык будет лучше, если производительность будет сопоставима с текущими методами.

Примечание:

Как отметил комментатор, кажется, что последняя версия VС++ нашла способ оптимизировать ее до такой же производительности. Может быть, нам не нужен лучший способ справиться с этим, в конце концов (за исключением синтаксического сахара).

Кроме того, поскольку некоторые другие сообщения SO, описанные в последние недели, производительность std::function<> сама по себе может быть причиной замедления против функции вызова напрямую, по крайней мере, когда захват лямбда слишком велик, чтобы вписаться в некоторую оптимизированную библиотеку space std::function использует для малых-функторов (я думаю, вроде как различные короткие строковые оптимизации?).

Ответ 8

Это немного более простая реализация оператора fixpoint, что делает его более очевидным, что происходит.

#include <iostream>
#include <functional>

using namespace std;

template<typename T, typename... Args>
struct fixpoint
{
    typedef function<T(Args...)> effective_type;
    typedef function<T(const effective_type&, Args...)> function_type;

    function_type f_nonr;

    T operator()(Args... args) const
    {
        return f_nonr(*this, args...);
    }

    fixpoint(const function_type& p_f)
        : f_nonr(p_f)
    {
    }
};


int main()
{
    auto fib_nonr = [](const function<int(int)>& f, int n) -> int
    {
        return n < 2 ? n : f(n-1) + f(n-2);
    };

    auto fib = fixpoint<int,int>(fib_nonr);

    for (int i = 0; i < 6; ++i)
    {
        cout << fib(i) << '\n';
    }
}

Ответ 9

C++ 14: Вот рекурсивный анонимный набор лямбд без сохранения состояния/без захвата который выводит все числа от 1, 20

([](auto f, auto n, auto m) {
    f(f, n, m);
})(
    [](auto f, auto n, auto m) -> void
{
    cout << typeid(n).name() << el;
    cout << n << el;
    if (n<m)
        f(f, ++n, m);
},
    1, 20);

Если я правильно понимаю, это использование решения Y-комбинатора

А вот и сумма (n, m) версии

auto sum = [](auto n, auto m) {
    return ([](auto f, auto n, auto m) {
        int res = f(f, n, m);
        return res;
    })(
        [](auto f, auto n, auto m) -> int
        {
            if (n > m)
                return 0;
            else {
                int sum = n + f(f, n + 1, m);
                return sum;
            }
        },
        n, m); };

auto result = sum(1, 10); //result == 55

Ответ 10

Вот окончательный ответ для OP. Во всяком случае, Visual Studio 2010 не поддерживает захват глобальных переменных. И вам не нужно их захватывать, потому что глобальная переменная доступна глобально путем определения. В следующем ответе вместо этого используется локальная переменная.

#include <functional>
#include <iostream>

template<typename T>
struct t2t
{
    typedef T t;
};

template<typename R, typename V1, typename V2>
struct fixpoint
{
    typedef std::function<R (V1, V2)> func_t;
    typedef std::function<func_t (func_t)> tfunc_t;
    typedef std::function<func_t (tfunc_t)> yfunc_t;

    class loopfunc_t {
    public:
        func_t operator()(loopfunc_t v)const {
            return func(v);
        }
        template<typename L>
        loopfunc_t(const L &l):func(l){}
        typedef V1 Parameter1_t;
        typedef V2 Parameter2_t;
    private:
        std::function<func_t (loopfunc_t)> func;
    };
    static yfunc_t fix;
};
template<typename R, typename V1, typename V2>
typename fixpoint<R, V1, V2>::yfunc_t fixpoint<R, V1, V2>::fix = [](tfunc_t f) -> func_t {
    return [f](fixpoint<R, V1, V2>::loopfunc_t x){  return f(x(x)); }
    ([f](fixpoint<R, V1, V2>::loopfunc_t x) -> fixpoint<R, V1, V2>::func_t{
        auto &ff = f;
        return [ff, x](t2t<decltype(x)>::t::Parameter1_t v1, 
            t2t<decltype(x)>::t::Parameter1_t v2){
            return ff(x(x))(v1, v2);
        }; 
    });
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    auto term = [](int a)->int {
      return a*a;
    };

    auto next = [](int a)->int {
      return ++a;
    };

    auto sum = fixpoint<int, int, int>::fix(
    [term,next](std::function<int (int, int)> sum1) -> std::function<int (int, int)>{
        auto &term1 = term;
        auto &next1 = next;
        return [term1, next1, sum1](int a, int b)mutable ->int {
            if(a>b)
                return 0;
        else
            return term1(a) + sum1(next1(a),b);
        };
    });

    std::cout<<sum(1,10)<<std::endl; //385

    return 0;
}

Ответ 11

Вы пытаетесь захватить переменную (сумму), находящуюся в середине определения. Это не может быть хорошо.

Я не думаю, что действительно саморекурсивные С++ 0x lambdas возможны. Однако вы должны уметь захватывать другие лямбды.

Ответ 12

Этот ответ уступает янки, но все же он здесь:

using dp_type = void (*)();

using fp_type = void (*)(dp_type, unsigned, unsigned);

fp_type fp = [](dp_type dp, unsigned const a, unsigned const b) {
  ::std::cout << a << ::std::endl;
  return reinterpret_cast<fp_type>(dp)(dp, b, a + b);
};

fp(reinterpret_cast<dp_type>(fp), 0, 1);

Ответ 13

Вам нужен комбинатор с фиксированной точкой. См. .

или посмотрите на следующий код:

//As decltype(variable)::member_name is invalid currently, 
//the following template is a workaround.
//Usage: t2t<decltype(variable)>::t::member_name
template<typename T>
struct t2t
{
    typedef T t;
};

template<typename R, typename V>
struct fixpoint
{
    typedef std::function<R (V)> func_t;
    typedef std::function<func_t (func_t)> tfunc_t;
    typedef std::function<func_t (tfunc_t)> yfunc_t;

    class loopfunc_t {
    public:
        func_t operator()(loopfunc_t v)const {
            return func(v);
        }
        template<typename L>
        loopfunc_t(const L &l):func(l){}
        typedef V Parameter_t;
    private:
        std::function<func_t (loopfunc_t)> func;
    };
    static yfunc_t fix;
};
template<typename R, typename V>
typename fixpoint<R, V>::yfunc_t fixpoint<R, V>::fix = 
[](fixpoint<R, V>::tfunc_t f) -> fixpoint<R, V>::func_t {
    fixpoint<R, V>::loopfunc_t l = [f](fixpoint<R, V>::loopfunc_t x) ->
        fixpoint<R, V>::func_t{
            //f cannot be captured since it is not a local variable
            //of this scope. We need a new reference to it.
            auto &ff = f;
            //We need struct t2t because template parameter
            //V is not accessable in this level.
            return [ff, x](t2t<decltype(x)>::t::Parameter_t v){
                return ff(x(x))(v); 
            };
        }; 
        return l(l);
    };

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    int v = 0;
    std::function<int (int)> fac = 
    fixpoint<int, int>::fix([](std::function<int (int)> f)
        -> std::function<int (int)>{
        return [f](int i) -> int{
            if(i==0) return 1;
            else return i * f(i-1);
        };
    });

    int i = fac(10);
    std::cout << i; //3628800
    return 0;
}