如何在没有C++11中的lambda表达式的情况下模拟嵌套函数？

Question

我有以下代码：

int main(int argc, char **argv)
{
    App app(800, 600);
    app.add_event_scene(Scene("Event Plot", event_plot));

    Image x("sample.png");
    struct foo { static void visual_plot() { x.draw(); } }; // Error.

    app.add_visual_scene(Scene("Visual Plot", foo::visual_plot));
    app.run();
    return 0;
}

我得到了以下错误：

||=== Build: Debug in Joy-Plus-Plus (compiler: GNU GCC Compiler) ===|
G:\Development\Game-Development\CB\Joy-Plus-Plus\main.cpp|54|error: use of local variable with automatic storage from containing function|
G:\Development\Game-Development\CB\Joy-Plus-Plus\main.cpp|53|error:   'Image x' declared here|
||=== Build failed: 2 error(s), 0 warning(s) (0 minute(s), 0 second(s)) ===|

我在写多媒体/游戏引擎用于快板5库，我已经将主循环的绘图部分(以及事件部分)抽象为带有情节(函数)的“场景”对象。每个过程都被传递给App，这样它就可以在主循环中“运行”。问题是，"C++方法“不起作用：

Image x("sample.png");

void visual_plot()
{
    x.draw(); // Problem.
}

int main(int argc, char **argv)
{
    App app(800, 600);
    app.add_event_scene(Scene("Event Plot", event_plot));
    app.add_visual_scene(Scene("Visual Plot", visual_plot));
    app.run();
    return 0;
}

虽然代码运行，但会发生这样的情况：

​

​

如果我将x放入visual_plot中，图像通常会被加载：

​

​

但是现在我有了一个巨大的性能问题，因为在每个主循环中都会创建一个新的Image对象(而且不需要很长时间就会冻结整个程序)。

当我将其置于函数的范围之外时，不会发现该图像，因为必须是在应用程序初始化后出现的，但是由于场景中有一个typedef函数指针，将该函数作为参数，所以还必须给它一个空函数。问题是我无法在C++中创建本地/嵌套函数(在应用程序初始化之后)。因此，为了避免这个问题，我尝试了显而易见的(Lambda表达式/闭包)：

int main(int argc, char **argv)
{
    App app(800, 600);
    app.add_event_scene(Scene("Event Plot", event_plot));
    Image x("sample.png");
    app.add_visual_scene(Scene("Visual Plot", [&x]()->void{x.draw();}));
    app.run();
    return 0;
}

问题是，场景构造函数的第二个参数接受一个函数指针：

typedef void(*plot)();
typedef map<string, plot> act;

class Scene
{
private:
    string name;
    plot p;
public:
    Scene(string name, plot p);
    ~Scene() {};
    string get_name();
    plot get_plot();
    void set_name(string value);
    void set_plot(plot value);
};

由于函数不能作为参数传递，并被转换为指针，因此同样也适用于lambda表达式(它不是函数)，因此我得到以下错误：

G:\Development\Game-Development\CB\Joy-Plus-Plus\main.cpp|52|error: no matching function for call to 'Scene::Scene(const char [12], main(int, char**)::__lambda0)'|

面对这样的悲剧，如何在C++11中模拟嵌套函数？因为像这样的模拟回答不能工作。

我同意这可能是设计上的问题，但我几乎不这么认为。对我来说，C++只是不希望我以任何方式将这个血腥的函数作为参数传递(所以，我请求您帮助long C++向导)。

Answer 1

只需将图像放在visual_plot函数中并使其保持静态：

void visual_plot()
{
    static Image img("sample.png");
    x.draw(); // Problem.
}

这将在第一次调用img时初始化visual_plot，而且只有在那时。这将解决性能问题和“必须在app.run()之后初始化”问题。

Answer 2

这是一个设计问题。为了完成您想要完成的任务，您需要两部分信息:要执行的代码和要针对其执行的数据。

lambda不是魔法，它只是将这两者封装在一个对象中，这就是为什么它不能很好地衰减到单个函数指针。具有捕获功能的lambda是函数对象的语法糖：

int x, y;
float f;

// ...

auto l = [x, &y, f] () { return static_cast<int>((x + y) * f); };
int r = l();

是为了让你免于写作

struct Values {
    int x;
    int& y;
    float f;

    int operator() () {
        return static_cast<int>((x + y) * f);
    }

    Capture(int x_, int& y_, float f_) : x(x_), y(y_), f(f_) {}
};

//...

Capture c(x, y, f);

int r = c();

这是结束时的成员函数调用，因此涉及两个指针:一个指向成员函数'operator()‘的指针，以及一个指向调用它的实例的指针。

int r = Capture::operator=(&c); // pseudo

使用静态或全局变量，您可以在编译时使数据的地址为人所知，从而允许您只需要一个函数指针。

但是，您的设计是一个strcpy，它只需要一个参数，或者一个不需要任何参数的打印函数:您如何知道复制或打印什么？

更好的设计是让您将函数对象传递给绘图函数，查看STL谓词是如何工作的，这将允许函数指针和lambda，或者使用虚拟函数和子类。

struct Scene { virtual void plot(); };
struct MyScene : public Scene {
    Image x;
    MyScene() : x("image") {}
    void plot() override { x.draw(); }
};

这种方法的缺陷是"切片"，如果允许派生类型，则需要通过引用而不是通过值传递Scene：

void foo(Scene& s) {
    s.plot();
}

foo(MyScene(...)); // not going to go well