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[lambda 表达式](#lambda 表达式)
lambda 表达式
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lambda 表达式也是可调用对象,在C语言中就有函数指针,但是函数指针比较复杂。
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而在C++11之前,也有仿函数,使用仿函数,还需要再定义一个类,专门实现仿函数,所以还是比较麻烦。
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而 lambda 还是比较简单的。
下面看这一段代码
cpp
class fruit
{
public:
fruit(string name, int price, int evaluate)
:_name(name)
,_price(price)
,_evaluate(evaluate)
{}
bool operator<(fruit& f)
{
return _price < f._price;
}
string _name;
int _price;
int _evaluate;
};
void test1()
{
auto lamd = [](int x, int y)->int {return x + y; };
vector<fruit> fruits{ {"香蕉", 10,9}, {"苹果", 13, 8}, {"葡萄", 16, 7}, {"梨",17,4}, {"榴莲", 50, 8}};
sort(fruits.begin(), fruits.end());
sort(fruits.begin(), fruits.end());
sort(fruits.begin(), fruits.end());
}
这里如果排序的话,那么时不可以的,如果想排序除非重载比较函数,但是比较函数也只能重载一个。
其实还可以写仿函数,而如果我们像使用多个成员变量的比较也是比较方便的,下面看一下仿函数的处理方法。
cpp
class nameLess
{
public:
bool operator()(fruit& f1, fruit& f2)
{
return f1._name < f2._name;
}
};
class priceLess
{
public:
bool operator()(fruit& f1, fruit& f2)
{
return f1._price < f2._price;
}
};
class evaluateLess
{
public:
bool operator()(fruit& f1, fruit& f2)
{
return f1._evaluate < f2._evaluate;
}
};
void test1()
{
auto lamd = [](int x, int y)->int {return x + y; };
vector<fruit> fruits{ {"香蕉", 10,9}, {"苹果", 13, 8}, {"葡萄", 160, 7}, {"梨",17,4}, {"榴莲", 50, 8}};
sort(fruits.begin(), fruits.end(), nameLess());
sort(fruits.begin(), fruits.end(), priceLess());
sort(fruits.begin(), fruits.end(), evaluateLess());
}
下面只需要把该类的对象传过去,就可以调用仿函数了,其实还可以使用 lambda 表达式,首先看一下 lambda 表达式如果写
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lambda 表达式没有类型,所以可以直接写 lambda 的对象
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而如果要定义的话,那么可以把类型定义为 auto
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lambda 表达式里面的内容有四个主体:
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捕捉列表
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参数列表
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返回值
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函数体
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cpp
auto lamd = [捕捉列表](参数列表)->返回值{函数体;};
上面就是 lambda 表达式的定义,而该对象也可以直接用作可调用对象
cpp
void test1()
{
auto lamd = [](int x, int y)->int {return x + y; };
vector<fruit> fruits{ {"香蕉", 10,9}, {"苹果", 13, 8}, {"葡萄", 160, 7}, {"梨",17,4}, {"榴莲", 50, 8}};
auto name_less = [](fruit& x, fruit& y)->bool {return x._name < y._name; };
auto price_less = [](fruit& x, fruit& y)->bool {return x._price < y._price; };
auto evaluate_less = [](fruit& x, fruit& y)->bool {return x._evaluate < y._evaluate; };
sort(fruits.begin(), fruits.end(), name_less);
sort(fruits.begin(), fruits.end(), price_less);
sort(fruits.begin(), fruits.end(), evaluate_less);
}
上面就是调用使用 lambda 表达式来控制 sort 排序, lambda 比仿函数还是要容易一点
下面就仔细介绍一下 lambda 表达式
首先是参数列表:
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参数列表就是和正常函数一样,传参数的,所以这个参数列表和函数是一样的。
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如果没有参数的话,也是可以省略的。
返回值:
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返回值的声明是箭头(->) 后加 返回值类型
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但是返回值是可以不写的,因为可以自动推导,所以返回值是可以省略的
cpp
auto lamd = [](){};
捕捉列表:
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捕捉列表里面写的就是想要捕捉的值,如果不想再参数列表里面写的话,就可以写再捕捉列表里面。
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捕捉列表里面可以写的值:
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value: 也就是局部的变量都可以写
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&value:表示以引用的方式捕捉该变量
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=:还有=符号,表示将所有的局部变量都捕捉,不过捕捉的局部变量是不能修改的
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&:表示将所有的局部变量都以引用的方式捕捉
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还可以混着写
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函数体:
- 函数体和函数是一样的,所以这里也不多介绍了
以值方式捕捉:
cpp
int a = 10;
auto lamd = [a] {
};
以值方式捕捉的话,是不能被修改的
cpp
int a = 10;
auto lamd = [a] {
a = 20;
};
上面这样写是会报错的,那么如果想要修改怎么办呢?
可以加 mutable 让值捕捉的可以被修改,但是值捕捉指数拷贝,所以修改也并不会影响原来的值
cpp
int a = 10;
auto lamd1 = [a]() mutable {
a = 20;
};
但是如果要加 mutable 的时候,就不能省略参数列表了。
以引用捕捉的:
cpp
auto lamd2 = [&a] {
a = 20;
};
如果是以引用捕捉的话,是可以修改的
值捕捉所有的变量:
cpp
int b = 20;
auto lamd2 = [=] {
cout << a << endl;
cout << b << endl;
};
同样是以值捕捉的话,是不能修改的,而上面定义的变量 a 和 b 都可以被访问
引用捕捉所有的变量:
cpp
auto lamd2 = [&] {
cout << ++a << endl;
cout << b++ << endl;
};
以引用捕捉的话,也可以访问所有的变量,同时也可以修改
混合使用:
cpp
auto lamd2 = [&, b] {
cout << a << endl;
cout << b << endl;
};
这种混合使用也是可以的,但是不能是重复的,也就是继续捕捉 &b,如果是 = 的话,那么也就不能以值捕捉其他变量,同时也不能即 = 又 &。
可变模板参数
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可变模板参数和可变参数列表很相似
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而之前再C语言中见过的可变参数列表是 printf 和 scanf
下面看一下可变模板参数的使用:
cpp
template<class ...Args>
void func(Args ...args)
{
}
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上面就是声明一个可变模板参数类型的函数
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其中上面的 Args 就是函数包,再写的时候必须有 ... 三个点,而这三个点也表示模板参数的展开
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Args 就是模板传过来的类型,也就是类似于 K/T/V 这种一样,只是一个名字,所有不一定叫 Args
cpp
template<class T>
void func(const T& val)
{
cout << val << endl;
}
template<class T, class ...Args>
void func(const T& val, Args ...args)
{
cout << val << endl;
func(args...);
}
void test2()
{
func(1, 2.5, string("hello world"));
}
这里写一个可以打印可变参数列表的一个函数:
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首先是 func 函数里面传入了三个值,一个值传到了 T, 另外的值传到了参数包里面
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func 函数打印第一个值,然后将参数包中的值递归式的调用自己没传给自己,这样就可以实现打印
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但是这里需要一个截至函数,也就是只剩下一个的时候,那么就是递归结束的条件
可变模板参数的应用不过如此,还有其他的用处。
看下面这一段代码:
cpp
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
:_year(year)
,_month(month)
,_day(day)
{}
void print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
private:
int _year = 1;
int _month = 1;
int _day = 1;
};
template<class ...Args>
Date* Create(Args ...args)
{
return new Date(args...);
}
void test3()
{
Date* ret = Create(2001, 10, 10);
ret->print();
}
上面 test 函数调用 Create 函数, Cretare 函数是可变模板参数,所以可以传任意类型个数的值,这里传入三个整型,然后让 Create 函数调用 Date的构造函数,然后构造一个 date 对象。
实际上,还可以直接传入 date 对象
cpp
void test3()
{
Date* d1 = Create(2001, 10, 10);
d1->print();
Date* d2 = Create(*d1);
d2->print();
}
这里将 d1 解引用后传入到 Create 函数中,由于是可变模板参数,所以可以接受任意类型个数的参数,所以这里将 d1 传入后调用Date 的拷贝构造函数,然后拷贝构造一个 d2
结果:
cpp
2001-10-10
2001-10-10
介绍完这个之后,可以看一下C++11 里面 stl 容器里面的 emplace 接口:
cpp
template <class... Args>
void emplace_back (Args&&... args);
那么它就是利用了模板的可变参数,如果 args 是一个插入的对象的参数,那么就该函数就调用 new 对应的节点构造函数,或者是拷贝构造,如果直接是对象的话,那么就是拷贝构造(但是如果写了移动构造,就有可能是移动构造),如果是参数的话,那么就是构造函数
看下面代码:
cpp
void test4()
{
list<pair<int, int>> lp;
lp.emplace_back(10, 10);
lp.emplace_back(make_pair(20, 20));
}
上面代码里面第一次调用emplace_back 是传的是参数,所以会调用构造函数,而第二个会走移动构造。
C++11新类的默认函数
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有了上面的右值引用,实际上到C++11里面,多了两个默认函数。
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移动构造
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移动赋值
但是既然时默认函数,那么其默认时如何生成的,默认生成的又会做什么?
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其实移动构造和移动赋值的默认生成行为一样!
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对于移动构造来说,如果没有显示的写移动构造和移动赋值,并且还没有写拷贝构造、复制重载、析构函数,那么就会默认生成一个,默认生成的移动构造,会对内置成员变量进行浅拷贝,对于自定义类型会调用其移动构造,如果自定义类型没有移动构造,那么就会调用其拷贝构造。
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对于移动赋值来说,如果没有显示的写移动构造和移动赋值,并且还没有写拷贝构造、复制重载、析构函数,那么就会默认生成一个,默认生成的移动赋值,会对内置成员变量进行浅拷贝,对于自定义类型会调用其移动赋值,如果自定义类型没有移动赋值,那么就会调用其复值重载。
上面就是C++11新类的默认函数。
再C++11之前,默认函数就有6个,但是我们常用的只有4个,再加上C++11的两个,那么就是6个默认函数。
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默认构造函数:
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默认拷贝构造:
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默认复制重载:
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默认析构函数:
-
默认移动构造:
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默认移动赋值:
包装器
function
这里先看这个函数:
cpp
template<class F, class T>
T Fun(F f, T val)
{
static int count = 0;
cout << (++count) << endl;
cout << (&count) << endl;
return f(val);
}
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该函数里面有一个 static 的 count 对象,如果时相同类型调用该函数的话,那么都使用的是一个 count.
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但是如果是不同的类型的话,那么这里的 count 和 count 的地址都是不同的。
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下面我们用三个可调用对象传给该函数,这三个对象的参数返回值都一样,只是里面的实现不同,我们能不能调用到同一个函数呢?
cpp
// 函数
double Func1(double val)
{
return val / 10;
}
// 仿函数
class Func2
{
public:
double operator()(double val)
{
return val / 20;
}
};
void test1()
{
// lambda 表达式
auto Func3 = [](double val) {return val / 30; };
cout << Fun(Func1, 15) << endl<< endl;
cout << Fun(Func2(), 15) << endl << endl;
cout << Fun(Func3, 15) << endl << endl;
}
-
这里我们分别由三个可调用对象来调用该函数:
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函数指针
-
仿函数
-
lambda 表达式
结果:
cpp
1
00A7A140
1
1
00A7A144
0
1
00A7A148
0
-
这里看到这里的地址和值基本都是不一样的。
-
说明这三个函数都调用到了不同的函数。
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那么这三个函数的参数返回值都相同为什么调用不到同一个函数呢?
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因为他们的类型不相同。
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那么我们想要让他们调用到同一个函数怎么办?
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下面就看一下包装器,我们使用包装器,使他们的的类型都相同。
先看一下他的类型:
cpp
template <class Ret, class... Args>
class function<Ret(Args...)>;
-
这里的包装器使一个模板。
-
他的参数好像模板的特化,而 Ret 表示的就是函数的返回值,而后面的参数包里面写的就是函数的参数。
-
由于不知道函数由多少个参数,所以就使用可变模板参数。
下面我们将那三个函数都包装成相同的类型:
cpp
void test2()
{
auto Func3 = [](double val) {return val / 30; };
// 包装
function<double(double)> fun1 = Func1;
function<double(double)> fun2 = Func2();
function<double(double)> fun3 = Func3;
// 返回值 参数
//现在这三个函数的类型相同,现在调用 Fun函数
cout << Fun(fun1, 15) << endl << endl;
cout << Fun(fun2, 15) << endl << endl;
cout << Fun(fun3, 15) << endl << endl;
}
结果:
cpp
1
009FE4FC
1
2
009FE4FC
0
3
009FE4FC
0
- 现在看到,这里的 count 的地址也一样了,并且我们对 count 加了三次。
bind
除了上面这样包装函数,那么我们还可以怎么做?
我们还可以将参数与位置绑定:
cpp
void test3()
{
auto sub = [](double a, double b) {return a - b; };
function<double(double, double)> sub1 = bind(sub, placeholders::_1, placeholders::_2);
cout << sub1(10, 5) << endl;
}
-
这里我们使用 bind 函数,bind 函数里面的第一个参数是想要绑定的函数。
-
后面的参数是每个调用绑定函数的时候,按顺序传给绑定的函数。
-
而这个 placeholder::*x 这个表示给 sub1 传参时候的第几个参数,第一个参数就会 placeholders::*1 的位置,同理第二个参数就会传给第二个。
下面看一下结果其实就明白了。
结果:
cpp
5
下面我们再换一下参数的位置:
cpp
void test3()
{
auto sub = [](double a, double b) {return a - b; };
function<double(double, double)> rsub = bind(sub, placeholders::_2, placeholders::_1);
cout << rsub(10, 5) << endl;
}
结果:
cpp
-5
其实 bind 不光可以绑定参数的位置,还可以绑定固定的参数:
cpp
void test4()
{
auto Fun = [](int a, int b, double rate) {
return (a + b) * rate;
};
function<double(int, int)> fun1 = bind(Fun, placeholders::_1, placeholders::_2, 1.1);
cout << fun1(10,20) << endl;
}
- 这里将 1.1 固定的绑定再 rate 上。
结果:
cpp
33
那么这个有什么用呢?
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这个可以将特定参数与位置绑定,那么有一些函数经常需要传固定参数的函数,那么就可以使用 bind 减少我们传参。
-
还可以实现打折,如果是 vip 的话,那么计算价钱的方式打折就更多一点,如果是普通用户,那么就是打折的话少一点。
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其实还可以有很多用处。