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在 C++11 中编写递归 lambda 函数有一个经常重复的“技巧”，如下所示：

std::function<int(int)> factorial;
factorial = [&factorial](int n)
{ return n < 2 ? 1 : n * factorial(n - 1); };

assert( factorial(5) == 120 );

（例如C++0x 中的递归 lambda 函数。）

但是，这种技术有两个直接的缺点：对象的目标std::function<Sig>（通过引用捕获）绑定到一个非常特定的std::function<Sig>对象（此处为factorial）。这意味着生成的仿函数通常不能从函数返回，否则引用将悬空。

另一个（虽然不那么直接）的问题是使用std::function通常会阻止编译器优化，这是在其实现中需要类型擦除的副作用。这不是假设的，可以很容易地进行测试。

在递归 lambda 表达式真的很方便的假设情况下，有没有办法解决这些问题？

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问题的症结在于，在 C++ lambda 表达式中，隐式 this参数将始终引用表达式的封闭上下文的对象（如果存在），而不是 lambda 表达式产生的函子对象。

借用匿名递归（有时也称为“开放递归”）的叶子，我们可以使用 C++14 的通用 lambda 表达式重新引入一个显式参数来引用我们可能的递归函子：

auto f = [](auto&& self, int n) -> int
{ return n < 2 ? 1 : n * self(/* hold on */); };

调用者现在有一个新的负担来调用例如f(f, 5)。由于我们的 lambda 表达式是自引用的，它实际上是自身的调用者，因此我们应该有return n < 2 ? 1 : n * self(self, n - 1);.

由于在第一个位置显式传递函子对象本身的模式是可预测的，我们可以重构这个丑陋的疣：

template<typename Functor>
struct fix_type {
    Functor functor;

    template<typename... Args>
    decltype(auto) operator()(Args&&... args) const&
    { return functor(functor, std::forward<Args>(args)...); }

    /* other cv- and ref-qualified overloads of operator() omitted for brevity */
};

template<typename Functor>
fix_type<typename std::decay<Functor>::type> fix(Functor&& functor)
{ return { std::forward<Functor>(functor) }; }

这允许人们写：

auto factorial = fix([](auto&& self, int n) -> int
{ return n < 2 ? 1 : n * self(self, n - 1); });

assert( factorial(5) == 120 );

我们成功了吗？由于fix_type<F>对象包含自己的函子，每次调用都会传递给它，因此永远不会有悬空引用的风险。因此，我们的factorial对象可以真正无休止地复制、移出、移入和移出函数，而无需麻烦。

除了......虽然“外部”调用者可以很容易地调用表单factorial(5)，但在我们的 lambda 表达式中，递归调用仍然看起来像self(self, /* actual interesting args */)。我们可以通过更改fix_type为不传递functor给自身，而是通过传递*this来改进这一点。也就是说，我们传入fix_type负责在第一个位置传递正确的“隐式作为显式”参数的对象：return functor(*this, std::forward<Args>(args)...);. 然后递归变成n * self(n - 1)，它应该是。

最后，这是为 a 生成的代码，main它使用return factorial(5);而不是断言（对于 的任何一种风格fix_type）：

00000000004005e0 <main>:
  4005e0:       b8 78 00 00 00          mov    eax,0x78
  4005e5:       c3                      ret    
  4005e6:       66 90                   xchg   ax,ax

编译器能够优化所有内容，就像使用普通的递归函数一样。

费用是多少？

精明的读者可能已经注意到一个奇怪的细节。在从非泛型到泛型 lambda 的转变中，我添加了显式返回类型（即-> int）。怎么来的？

这与要推导的返回类型是条件表达式的类型这一事实有关，该类型取决于对 的调用self，正在推导哪种类型。快速阅读普通函数的返回类型推导会建议重写 lambda 表达式如下：

[](auto&& self, int n)
{
    if(n < 2) return 1;               // return type is deduced here
    else return n * self(/* args */); // this has no impact
}

事实上，GCC 会接受这种代码的第一种形式fix_typeonly （通过的那个functor）。我无法确定抱怨其他表格是否正确（*this通过的地方）。我留给读者选择要做出的权衡：更少的类型推导，或者更少丑陋的递归调用（当然也完全有可能获得任何一种风格）。

GCC 4.9 示例

于 2013-08-06T16:14:27.793 回答
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它不是一个 lambda 表达式，但几乎没有更多代码，适用于 C++98，并且可以递归：

struct {
    int operator()(int n) const {
        return n < 2 ? 1 : n * (*this)(n-1);
    }
} fact;
return fact(5);

根据[class.local]/1，它可以访问封闭函数可以访问的所有名称，这对于成员函数中的私有名称很重要。

当然，不是 lambda，如果要在函数对象之外捕获状态，则必须编写构造函数。

于 2015-03-26T12:48:24.630 回答