C++ 中lambda表达式的编译器实现原理
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2020-08-31
10:12:00
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C++ 中中lambda表达式的编译器实现原理表达式的编译器实现原理
C++ 11加入了一个非常重要的特性——Lambda表达式。这篇文章主要介绍了C++ 中lambda表达式的编译器实
现原理,需要的朋友可以参考下
什么是什么是Lambda？？
C++ 11加入了一个非常重要的特性——Lambda表达式。营里（戴维营）的兄弟都对Objective-C很熟悉，许多人多block情有
独钟，将各种回调函数、代理通通都用它来实现。甚至有人选择用FBKVOController、BlocksKit等开源框架将KVO、控件事件
处理都改为通过block解决。原因就是简单、方便、直观，函数的定义和使用出现在同一个地方。这里的Lambda表达式实际上
和block非常类似，当然如果你用它和Swift语言的闭包比较，那就是一回事了。
现在，Android已经全面转向C++11/14标准了，看代码的话，很多地方变化很大，新标准真的是有点颠覆性的，感觉已经不会
C++了。今天有看到lambda表达式，突然想看一下，这货是怎么实现的，如下，写了个例子，分别调用3个lambda表达式：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
//1. 无参数
auto hello = [] () {printf( "Hello world!");};
// 2. 一个参数
auto hello_int = [] (int val){ printf("the value is %d", val); };
int main(int argc, char **argv) {
hello();
hello_int(argc);
// 3. 带捕获列表的lambda表达式
auto lambda = [argc, argv]() {printf("param: %d, path is:%s", argc, argv[0]);};
lambda();
return 0;
}
很简单定义三个lambda表达式，lambda表达式就不细说是什么了，基本上是介绍新标准的书，都会说的很明白。这里想看一
下，具体编译器是怎么实现表达式的呢？第一印象，应该是表达式按照内联函数的方式实现的吧，调用的地方自动展开，这样
参数、捕获列表啥的都很好实现。
简单看一下，编译时不优化，反汇编看一下，如下，调用的main函数：
上面按顺序调用的，就是代码中对应的三个lambda表达式。从这个反汇编看，貌似和猜想的不一样是调了函数不是内联展
开。
红色框住的调用函数[蓝色是实际的符号，灰色是demangle后的，分析看这个]，分别是：
$_0::operator()(void)
$_1::operator()(int)
main::$_2::operator() const(void)
这是三个重载的()操作符.. 调用前看到有压入this参数，这是对象的方法调用，从反汇编看，是栈上创建对象，然后直接使
用，使用是通过operator()..
这货不就是函数对象么？？？？
OK，那就明白了，lambda表达式，编译器自动转换成函数对象执行。。。。
上面的例子，编译器转换的如下：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
class $_0 {
public:
void operator() {
printf( "Hello world!");
}
};
class $_1 {
public:
void operator(int va) {
printf("the value is %d", val);
}
};
class main::$_2 {
public:
main::$_2(int i, char **v): argc(i), argv(v) {}
//带捕获列表的，不能修改捕获列表...
void operator() const {
printf("param: %d, path is:%s", argc, argv[0]);
}
private:
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