C++11 lambda函数和包装器

news2025/1/20 21:52:02

前言

一.lambda的引入

二、lambda函数的使用

1.一般使用

2.引用

三、包装器

1.包装普通对象

2.包装类成员对象

3.bind

前言

学习过python的同学应该对lambda函数不陌生，这是一个匿名函数，不需要写函数的名字。在不会多地方调用某个简单函数的地方，就可以使用lambda。

一.lambda的引入

在学习lambda函数之前，我们来看一个用例。这是一些商品，我们需要对商品进行排序。

struct Goods
{
	string _name;  // 名字
	double _price; // 价格
	int _evaluate; // 评价
	Goods(const char* str, double price, int evaluate)
		:_name(str)
		, _price(price)
		, _evaluate(evaluate)
	{}
};
int main()
{
	vector<Goods> v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, 
		{ "橙子", 2.2,3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } };
	sort(v.begin(), v.end());
	sort(v.begin(), v.end());
}

由于商品是自定义类型，比较函数要我们自己写，在Goods类里面写operator>很不方面。

无法使用sort函数，需要自己写排序，
排序的方式有很多，比如价格升序和降序，评价的升序和降序。

因此一般情况下我们都会写仿函数来帮助我们进行比较。例如下面两个仿函数

struct CompareEvaluateLess
{
	bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr)
	{
		return gl._evaluate < gr._evaluate;
	}
};
struct ComparePriceGreater
{
	bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr)
	{
		return gl._price > gr._price;
	}
};

给sort函数传递仿函数就可以按照我们的想法进行排序了。

随着C++语法的发展，人们开始觉得上面的写法太复杂了，每次为了实现一个algorithm算法，都要重新去写一个类，如果每次比较的逻辑不一样，还要去实现多个类，特别是相同类的命名，这些都给编程者带来了极大的不便。因此，在C++11语法中出现了Lambda表达式。

二、lambda函数的使用

1.一般使用

lambda使用方法如下，有点长，先不用看，直接看后面的例子

lambda书写格式：[capture-list] (parameters) mutable -> return-type { statement }

[capture-list] : 捕捉列表，该列表总是出现在lambda函数的开始位置，编译器根据[]来判断接下来的代码是否为lambda函数，捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供lambda 函数使用。
(parameters)：参数列表。与普通函数的参数列表一致，如果不需要参数传递，则可以连同()一起省略
mutable：默认情况下，lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。使用该修饰符时，参数列表不可省略(即使参数为空)。
->returntype：返回值类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回值类型，没有返回值时此部分可省略。返回值类型明确情况下，也可省略，由编译器对返回类型进行推导。
{statement}：函数体。在该函数体内，除了可以使用其参数外，还可以使用所有捕获到的变量。

举个例子，如下，[]为捕捉列表（先不捕捉，后续会讲），(int x)为参数，->int返回类型为int，{}里面存放函数内容。

[](int x)->int {cout << x << endl; return 0; };

如下两个方法可以进行lambda函数的调用，

第一个是直接在后面给参数调用。

第二个是赋值给auto 变量，再使用该变量名进行调用。

对于之前商品排序，现在我们也会修改了，一下子就搞定了。

2.引用

方法一：参数传引用，这是我们熟悉的方法，由于不需要返回参数，因此省略->()。如下

方法二：捕获列表

使用正常捕获，是const的无法修改，需要加mutable变为可修改（见二、1使用方法第三条）。使用引用捕获，不加mutable也可以修改（引用的目的大多是为了修改，这里编译器做了特殊处理）。如下引用捕获了x和y，同时也不需要传参了，因为我们使用了捕获列表，参数列表没有参数。

引用捕获列表还可以使用&，代表引用捕捉当前作用域中的所有变量，如下（这里只有x，y）。

三、包装器

1.包装普通对象

function包装器也叫作适配器。他的主要目的是为了包装可调用对象，主要的可调用对象有函数指针，仿函数，lambda。

为什么要包装可调用对象呢？我们来看看他们的弊端。

函数指针用起来太不方便了，写起来很难受。

仿函数需要在全局定义，不够简洁和美观。

lambda类型是匿名的，一般取不到类型。

如果现在我想像cmd命令一样，输入一个指令，计算机进行相应的操作，这个操作就可以是相关的函数，那么我可以进行如下定义。使用map的operator[]进行相关操作，红色方框的类型应该填什么呢？写函数指针和仿函数很不方便，写lambda类型都没有没办法写。这时就需要包装器上场了。

比如我要进行数字的加减乘除操作，我们可以这样传递第二个参数function<double(double a,double b)>，这样代表包装的可调用对象的类型。那么我们实际传参时，只要类型相同，既可以传递函数指针，又可以传递仿函数，还可以传递lambda匿名对象，这样非常方便。（注意添加头文件#include <functional>）如下所示

2.包装类成员对象

代码如下

class Add
{
public:
	static int addi(int a, int b)
	{
		return a + b;
	}
	double addb(double a, double b)
	{
		return a + b;
	}
};

int main()
{
	function<int(int, int)> f1 = &Add::addi;
	cout << f1(5, 3) << endl;
}

包装类里面的静态函数，指定类域即可直接包装，&最好填，也可以不填。