在C++中的函数内部定义函数

Question

我想创建一个通用函数，它返回一个指向C/C++中另一个函数的函数指针。但是，第二个返回函数应该能够使用第一个函数中的变量。

例如，

typedef double (*func_t)(double);

func_t inverse(func_t fn) {
   // define another function here that uses fn
   double solve(double x) {
      // use fn
   }
   return &solve;
}

double sqr(double x) { return x * x; }

int main() {
     func_t inv = inverse(sqr);
     printf("sqrt %d = %f\n", 100, inv(100)); 
}

显然，gcc，g++是不允许我这么做的。我可以在不使用类或结构的情况下实现这一点吗？

Answer 1

这不是关于嵌套函数；这是关于闭包。GCC的嵌套函数是闭包的一种半实现形式，它没有做问题所要求的事情。

按照任何标准，C语言根本不支持闭包。

C++11通过lambda支持闭包，还有一些其他特定于C++的解决方案。

Apple的Clang编译器以“块”的形式支持闭包作为C模式的扩展。与嵌套函数不同，这些函数实际上适用于请求的用例(即返回到更高的调用级别)。

你可以这样写出来：

typedef double (^func_t)(double);  // block type is slightly different from function pointer

func_t inverse(func_t fn) {
   return ^ double(double x) {
       //use fn
   };
}

// ...etc., same from here

但是，如果您想广泛使用闭包，那么您确实需要使用一种不同的语言。在C中，由于缺乏任何类型的内存管理，您将遇到严重的复杂性(无限制的闭包对于手动管理来说是一场噩梦)。

Answer 2

回答C：

C不支持嵌套函数(在另一个函数中定义函数)，但gcc允许将其作为C的GNU扩展。

http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Nested-Functions.html

Answer 3

在带有lambda的C++11中，这是可能的：

#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <functional>

typedef std::function<double(double)> func_t;

func_t inverse(func_t fn) {
    return [=](double x) { printf("fn(x): %f\n", fn(x)); return sqrt(x); };
}

double sqr(double x) { return x * x; }

int main() {
    auto inv = inverse(sqr);
    printf("sqrt %d = %f\n", 100, inv(100));
}