第十三號艦隊
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Lambda Expression in C++11

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C++0x引進了Lambda Expression，這功能其實也不新鮮了，在其他語言都有類似的觀念。
為了處理Callback function，做了很多的改進
同樣的，我們從C語言時期看起。

C時期

C語言只有一種方式處理callback function，function pointer。
像這個樣子

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int add2(int a, int b) { return a + b; }
int operate(int a, int b, op2 func)
{
        return func(a, b);
}
operate(3, 2, add2);

Function Pointer的方式處理Callback function非常經典，幾乎可以在所有純C語言開發的程式碼看到他。不過還是有可以改進的地方，例如

  • 速度: 由於傳進來的是指標，只能間接呼叫，無法有足夠的資訊做最佳化。
  • 狀態: Function比較難保存運行中的特定狀態。

C++98時期

C++的Functor(仿凾式)就是因此而生的，透過overload operator()，來改進上述所無法缺憾。搭配template的使用，使其應用更具彈性。可以同時支援Callback function跟Functor兩種形式。

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struct Add2 {
	int operator()(int a, int b) 
	{
		return a + b;
	}
};
int sub2(int a, int b) { return a - b; }
template <typename T>
int operate(int a, int b, T callback)
{
	return callback(a, b);
}
operate(3, 2, Add2());
operate(3, 2, sub2);

之後有人想要將class member method跟static class method也包裝成Functor的形式，有Loki跟Boost兩大主流為主。這裡就不多談了，在C++0x中也將boost的bind跟function列入TR1裡，可以很方便的產生Functor。

C++0x時期

Functor雖好，不過每要新增一個新功能，就要寫一個function object，如果是只被使用一次的functor，維護這段程式碼需要付出成本，
因此就產生了一個暱名函數(anonymous function)，像這樣。

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for_each(v.begin(), v.end(), [](int n) {
	cout << n;
	if (n % 2 == 0) {
		cout << " even ";
	} else {
		cout << " odd ";
    }
});

詳細的語言規範可以參考MSDN的資料。透過跟程式碼上下文互動，達到非常有趣的效果。

Lambda Trick

之前我們介紹過unique_ptr，用來管理動態記憶體，非memory的Resource該怎麼處理，此時就是ScopeGuard登場的時候

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class ScopeGuard
{
public:
    explicit ScopeGuard(std::function<void()> onExitScope) 
        : onExitScope_(onExitScope), dismissed_(false)
    { }

    ~ScopeGuard()
    {
        if(!dismissed_)
        {
            onExitScope_();
        }
    }

    void Dismiss()
    {
        dismissed_ = true;
    }

private:
    std::function<void()> onExitScope_;
    bool dismissed_;

private: // noncopyable
    ScopeGuard(ScopeGuard const&);
    ScopeGuard& operator=(ScopeGuard const&);
};
int main()
{
	HANDLE h = CreateFile(...);
	ScopeGuard onExit([&] { CloseHandle(h); });
	// do smoething 
	return 0;
}

或者將不同function signature，由於要經過相同的處理流程，於是用lambda expression隱藏了細節，以下是DirectX ToolKit的部分程式碼。

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template<typename T, typename TCreateFunc>
static T* DemandCreate(Microsoft::WRL::ComPtr<T>& comPtr, TCreateFunc createFunc)
{
	T* result = comPtr.Get();

    if (!result)
    {
        // Create the new object.
        ThrowIfFailed(
        	createFunc(&result)
        );
        comPtr.Attach(result);
    }
    return result;
}
ID3D11SamplerState* CommonStates::LinearClamp() const
{
    return DemandCreate(pImpl->linearClamp, [&](ID3D11SamplerState** pResult)
    {
        return pImpl->CreateSamplerState(D3D11_FILTER_MIN_MAG_MIP_LINEAR, D3D11_TEXTURE_ADDRESS_CLAMP, pResult);
    });
}
ID3D11DepthStencilState* CommonStates::DepthRead() const
{
    return DemandCreate(pImpl->depthRead, [&](ID3D11DepthStencilState** pResult)
    {
        return pImpl->CreateDepthStencilState(true, false, pResult);
    });
}

可以看得出來，DemandCreate處理的流程相同，但是船進去的type跟Callback function不同，就能達到一般化的效果，這也是我目前看到最有趣的例子。