【C++干货铺】C++11新特性——lambda表达式 | 包装器

news2024/10/6 14:28:31

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目录

C++98中的排序

lambda表达式

lambda表达式语法

表达式中的各部分说明

lambda表达式的使用

基本的使用

[var]值传递捕捉变量var 

​编辑 [&var]引用传递捕捉变量var | [&]引用传递捕获所有变量

[this]值传递捕获当前的this指针 | [=]值传递捕获所有变量

包装器

bind

C++98中的排序

在C++98中，如果我们想要对一个集合中的数据元素进行排序时，可以使用库中的std::sort方法。

int main()
{
	int arr[10] = { 9,4,2,3,5,6,7,8,1,0 };
	//默认排序是升序
	sort(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
	// 如果需要降序，需要改变元素的比较规则
	std::sort(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), greater<int>());
	return 0;
}

但是排序的元素是自定义类型呢？需要用户自己定义排序时候的比较规则；

但是对于一个自定义类型来说比较的逻辑可能有很多种；每要使用一个逻辑比较，就要实现一个algorithm算法，重新写一个类，这就意味着要实现很多类；特别是有些相容类的命名，这很令人头疼，因此在C++11的语法中出现了lambda表达式。

lambda表达式

lambda表达式语法

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

表达式中的各部分说明

  • [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。

注意：

在lambda函数定义中，参数列表和返回值类型都是可选部分，而捕捉列表和函数体可以为
空。因此C++11中最简单的lambda函数为：[]{}; 该lambda函数不能做任何事情。

lambda表达式的使用

在使用lambda表达式之前我们还要对捕获列表进行说明

捕捉列表描述了上下文中那些数据可以被lambda使用，以及使用的方式传值还是传引用。

  • [var]：表示值传递方式捕捉变量var
  • [=]：表示值传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this)
  • [&var]：表示引用传递捕捉变量var
  • [&]：表示引用传递捕捉所有父作用域中的变量(包括this)
  • [this]：表示值传递方式捕捉当前的this指针

注意：

a. 父作用域指包含lambda函数的语句块
b. 语法上捕捉列表可由多个捕捉项组成，并以逗号分割。
          比如：[=, &a, &b]：以引用传递的方式捕捉变量a和b，值传递方式捕捉其他所有变量
                     [&，a, this]：值传递方式捕捉变量a和this，引用方式捕捉其他变量
c. 捕捉列表不允许变量重复传递，否则就会导致编译错误。
        比如：[=, a]：=已经以值传递方式捕捉了所有变量，捕捉a重复

d. 在块作用域以外的lambda函数捕捉列表必须为空。

e. 在块作用域中的lambda函数仅能捕捉父作用域中局部变量，捕捉任何非此作用域或者
非局部变量都会导致编译报错。

f. lambda表达式之间不能相互赋值，即使看起来类型相同

基本的使用

int main()
{
	//最简单的lambda表达式
	//该表达式没有任何意义
	[] {};
	// 省略参数列表和返回值类型，返回值类型由编译器推导为int
	int a = 3, b = 4;
	[=] {return a + 3; };
	// 省略了返回值类型，无返回值类型
	auto fun1 = [&](int c) {b = a + c; };
	fun1(10);
	cout << a << " " << b << endl;
	//各部分都很完善的lambda表达式。
	auto f1 = [&](int x, int y)->int {cout << x + y << endl; return 0; };
	f1(a,b);
	//
	cout << typeid(f1).name() << endl;
	return 0;
}

[var]值传递捕捉变量var 

int main()
{
	int x = 1, y = -1;

	//表示值传递方式捕捉变量var
	//捕捉的值可以使用但是不可以修改，要想修改的话需要加上mutable
	//修改的也只在lambda表达式作用域内有效
	cout << &x << endl << &y << endl;
	cout << x << " " << y << endl;
	auto f2 = [x, y]() mutable {
		cout << &x << endl << &y << endl;
		int tmp = x;
		x = y;
		y = tmp;
		cout << x << " " << y << endl;
	};
	f2();
	cout << x << " " << y << endl;
	return 0;
}

 [&var]引用传递捕捉变量var | [&]引用传递捕获所有变量

int main()
{
	//表示引用传递捕捉变量var
	int x = 1, y = -1;
	cout << x << " " << y << endl;
	cout << &x << endl << &y << endl;
	auto f1 = [&x, &y]() {
		cout << &x << endl << &y << endl;
		int tmp = x;
		x = y;
		y = tmp;
	};
	f1();
	cout << x << " " << y << endl;
	//引用传递捕捉所有父作用域中的变量
	auto f2 = [&]()
	{
		int tmp = x;
		x = y;
		y = tmp;
	};
	f2();
	cout << x << " " << y << endl;
	return 0;
}

 

[this]值传递捕获当前的this指针 | [=]值传递捕获所有变量

class Test
{
public:
	void Func()
	{
		auto f1 = [this]() {
			cout << a << endl << b << endl;
		};
		f1();
		auto f2 = [=]()
		{
			cout << a << endl << b << endl;
		};
		f2();
	}
public:
	int a = 1;
	int b = -1;
};
int main()
{
	Test t;
	t.Func();
	return 0;
}

通过上述例子可以看出，lambda表达式实际上可以理解为无名函数，该函数无法直接调
用，如果想要直接调用，可借助auto将其赋值给一个变量。

包装器

std::function 类模板函数是一个通用的可调用对象的包装器，它用简单的、统一的方式处理可调用对象。使用包装器之前需要包含头文件：#include<functional>

#include<functional>
int Print1(int x ,int y)
{
	cout << "这是一个普通函数调用" << endl;
	return x + y;
}
class Print2
{
public:
	double operator()(double x, double y)
	{
		cout << "这是一个仿函数调用" << endl;
		return x + y;
	}
};
class Printf
{
public:
	static int Print3(char x , char y)
	{
		cout << "这是类内的一个静态函数调用" << endl;
		return x - y;
	}
	void Print4()
	{
		cout << "这个类内的一个普通函数调用" << endl;
	}
};
int main()
{
	//普通函数包装
	function<int(int, int)> p1 = Print1;
	p1(1, -1);


	//lambda表达式包装
	function<int(int, int)> L = [](int x, int y) {
		return x + y;
	};
	L(1, 1);


	//仿函数包装
	
	//匿名对象包装
	function<double(double, double)> p2 = Print2();
	p2(1.0, -1.0);
	//创建对象包装
	Print2 P;
	function<double(double, double)> p3 = P;
	p3(1.0, 1.0);
	
	//类内静态函数包装
	//类内的静态函数是没有this指针的
	//可以写 & 也可以不写&
	function<int(char, char)> p4 = Printf::Print3;
	p4('a', 'a');
	function<int(char, char)> p44 = &Printf::Print3;
	p44('b', 'b');
	//类内非静态函数包装
	//类内的非静态函数是含有this指针的
	//因此包装时候函数参数是要有能代表this指针的东西 类指针，类名
	function<void(Printf*)> p5 = &Printf::Print4;
	//使用时也必须创建一个新对象使用。
	Printf Pf;
	p5(&Pf);
	function<void(Printf)> p6 = &Printf::Print4;
	p6(Printf());
	return 0;
}

bind

std::bind函数定义在头文件中，是一个函数模板，它就像一个函数包装器(适配器)，接受一个可
调用对象（callable object），生成一个新的可调用对象来“适应”原对象的参数列表。一般而
言，我们用它可以把一个原本接收N个参数的函数fn，通过绑定一些参数，返回一个接收M个（M
可以大于N，但这么做没什么意义）参数的新函数。同时，使用std::bind函数还可以实现参数顺
序调整等操作。

int Sub(int x, int y)
{
	return x - y;
}
int main()
{
	cout << Sub(10, 5) << endl;
	//调整参数顺序
	function<int(int, int)> S = bind(Sub, placeholders::_2, placeholders::_1);
	cout << S(10, 5) << endl;
	//调整参数顺序，有些参数可以bind时写死
	function<int(int)> S1 = bind(Sub, 10,placeholders::_1);
	cout << S1(5) << endl;
	return 0;
}

今天给大家分享介绍了C++中常用特性包括lambda表达式、包装器、bind。如果觉得文章还不错的话，可以三连支持一下，个人主页还有很多有趣的文章，欢迎小伙伴们前去点评，您的支持就是我前进的动力！ 

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