【C++11新增功能笔记】(下) lambda表达式 | 包装器

文章目录


一、lambda表达式

1.1例子

在C++98中,如果想要对一个数据集合中的元素进行排序,可以使用 库里面的std::sort算法排序。

(内置类型排序)

cpp 复制代码
#include <algorithm>
#include <functional>
int main()
{
int array[] = {4,1,8,5,3,7,0,9,2,6};
// 默认按照小于比较,排出来结果是升序
std::sort(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
// 如果需要降序,需要改变元素的比较规则
std::sort(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]), greater<int>());
return 0;
}

但是用户如果想要对自定义类型排序,就需要自己实现比较规则

cpp 复制代码
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)
 {}
};
struct ComparePriceLess
{
 bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr)
 {
 return gl._price < gr._price;
  }
};
struct ComparePriceGreater
{
 bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr)
 {
 return gl._price > gr._price;
 }
};
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(), ComparePriceLess());
sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceGreater());
}

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。

1.2 lambda语法

lambda本质上是函数对象(缺点:没有办法用户定义类型名<见下文>)

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

  1. lambda表达式各部分说明
  • 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。**

    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
。因此C++11中最简单的lambda函数为:[]{}; 该lambda函数不能做任何事情。

cpp 复制代码
//定义:例子
int main
{
	
	[](int x)->int{cout<<x<<endl; return 0;};//普通的定义
	//因为是函数对象,我们平时定义出函数对象就是为了调用

	//本质上来说是匿名函数对象
	auto f1 = [](int x)->int{cout<<x<<endl; return 0;};//一般这样使用
	//可以使用typeid查看lambda的类型
	//在vs2019环境下会得到类似这样字符: class <lambde_dfabdfcd1ef15efdf1f21a3fe5a>
	//说明了它的类型是一个类,类型名字是<lambde_dfabdfcd1ef15efdf1f21a3fe5a>
	//<lambda_uuid>
	cout<<typeid(f1).name()<<endl;
	
	f1(1);//调用
}
  1. 捕获列表说明
    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

  • \&var\]:表示引用传递捕捉变量var

  • this\]:表示值传递方式捕捉当前的this指针

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1 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** ```cpp void (*PF)(); int main() { auto f1 = []{cout << "hello world" << endl; }; auto f2 = []{cout << "hello world" << endl; }; f1 = f2; // 编译失败--->提示找不到operator=() // 允许使用一个lambda表达式拷贝构造一个新的副本 auto f3(f2); f3(); // 可以将lambda表达式赋值给相同类型的函数指针 PF = f2; PF(); return 0; } ``` =以值传递方式捕捉了所有变量,如果是在成员函数中则编译器会做特殊处理,能取到私有成员变量 ```cpp class Rate { public: Rate(double rate): _rate(rate) {} double operator()(double money, int year) { return money * _rate * year;} private: double _rate; }; int main() { // 函数对象 double rate = 0.49; Rate r1(rate); r1(10000, 2); // lamber auto r2 = [=](double monty, int year)->double{return monty*rate*year; }; r2(10000, 2); return 0; } ``` 看了lambda的语法后我们就可以改进上文的排序代码了 代码: ```cpp 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 v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2, 3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } }; //价格的升序排序 sort(v.begin(),v.end(),[](const Goods& g1,const Goods& g2)->bool{g1._price < g2._price;}); //价格的降序排序 sort(v.begin(),v.end(),[](const Goods& g1,const Goods& g2)->bool{g1._price > g2._price;}); //评价的升序(可以不写bool返回值,lambda表达式可以自己推导) sort(v.begin(),v.end(),[](const Goods& g1,const Goods& g2){g1._evaluate < g2._evaluate;}); //名字的升序 sort(v.begin(),v.end(),[](const Goods& g1,const Goods& g2){g1._name < g2._name;}); } ``` 为什么sort既能传仿函数也能传lambda呢? ![在这里插入图片描述](https://file.jishuzhan.net/article/1793501401595252738/2c24a08212f0ccbec2087e47da44b2fd.webp) ## 二、包装器 ##### 2.1 function包装器 function包装器 也叫作适配器。C++中的**function本质是一个类模板** ,也是一个包装器。 (包装器包装的是可调用对象,如:函数指针,仿函数,lambda) 包装器格式: ```cpp std::function在头文件 // 类模板原型如下 template function; // undefined template class function; 模板参数说明: Ret: 被调用函数的返回类型 Args...:被调用函数的形参 ``` 包装: ```cpp //函数指针 void swap_func(int& r1, int& r2) { int tmp = r1; r1 = r2; r2 = tmp; } //仿函数 struct Swap { void operator()(int& r1, int& r2) { int tmp = r1; r1 = r2; r2 = tmp; } }; int main() { int x = 0, y = 1; cout << x << " " << y << endl; //lambda auto swaplambda = [](int& x, int& y) {int tmp = x; x = y; y = tmp; }; function f1 = swaplambda;//包装lambda f1(x, y); cout << x << " " << y << endl; function f2 = swap_func; //包装函数指针 f2(x, y); cout << x << " " << y << endl << endl; function f3 = Swap(); //包装仿函数 f3(x, y); cout << x << " " << y << endl << endl; //可以把可调用对象放到容器里 map> comOP = { {"函数指针", swap_func}, {"仿函数", Swap()}, {"lambda", swaplambda}, }; //调用方法: cmdOP["函数指针"](x, y); cout << x << " " << y << endl << endl; cmdOP["仿函数"](x, y); cout << x << " " << y << endl << endl; cmdOP["lambda"](x, y); cout << x << " " << y << endl << endl; } ``` 包装函数指针有一些特别的用法:(包装成员函数) ```cpp class Plus { public: static int plusi(int a,int b) { return a + b; } double plusd(double a, double b) { return a + b; } }; int main() { function f1 = Plus::plusi;//包装成员函数要指定类域(静态可以不加,但也建议加上) function f2 = &Plus::plusd;//(不是静态成员函数要加一个&符号) Plus ps; cout<< f2(&ps , 1.2 , 2.3)< f3 = &Plus::plusd; cout<< f3(Plus() , 1.2 , 2.3)< f4 = bind(&Plus::plusd,Plus(),placeholders::_1,placeholders::_2) cout << f4(1.2 , 2.3) << endl; return 0; } ``` ##### 2.2 bind包装器 **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 **使用举例:** ```cpp #include int Plus(int a, int b) { return a + b; } class Sub { public: int sub(int a, int b) { return a - b; } }; int main() { //表示绑定函数plus 参数分别由调用 func1 的第一,二个参数指定 std::function func1 = std::bind(Plus, placeholders::_1, placeholders::_2); //auto func1 = std::bind(Plus, placeholders::_1, placeholders::_2); //func2的类型为 function 与func1类型一样 //表示绑定函数 plus 的第一,二为: 1, 2 auto func2 = std::bind(Plus, 1, 2); cout << func1(1, 2) << endl; cout << func2() << endl; Sub s; // 绑定成员函数 std::function func3 = std::bind(&Sub::sub, s, placeholders::_1, placeholders::_2); // 参数调换顺序 std::function func4 = std::bind(&Sub::sub, s, placeholders::_2, placeholders::_1); cout << func3(1, 2) << endl; cout << func4(1, 2) << endl; //调整参数个数,有些参数可以在绑定时写死 std::function func5 = std::bind(&Sub::sub,20, placeholders::_1); cout << func5(2) << endl; return 0; } ``` bind原型: ```cpp // 原型如下: template /* unspecified */ bind (Fn&& fn, Args&&... args); // with return type (2) template /* unspecified */ bind (Fn&& fn, Args&&... args); ```

相关推荐
向上的车轮31 分钟前
语言特性适用的场景:卫星、火箭控制系统用什么开发语言?
java·开发语言·c++·c#·c·ada
Aderversa6 小时前
C++开源协程库async_simple有栈协程源码分析
c++·协程
uyeonashi6 小时前
【QT】窗口详解
开发语言·c++·qt·学习
Hello eveybody7 小时前
C++介绍整数二分与实数二分
开发语言·数据结构·c++·算法
空白木各8 小时前
evo工具
c++
编码小笨猪8 小时前
浅谈Linux中一次系统调用的执行过程
linux·服务器·c++
呃m10 小时前
双重特征c++
c++
景彡先生11 小时前
C++ 中文件 IO 操作详解
开发语言·c++
无影无踪的青蛙11 小时前
[C++] STL大家族之<map>(字典)容器(附洛谷)
开发语言·c++
二进制人工智能12 小时前
【OpenGL学习】(四)统一着色和插值着色
c++·opengl