【C++干货铺】C++11新特性——lambda表达式 | 包装器

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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

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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。

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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。

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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intint 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varint 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。

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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;
}

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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;
}

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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！