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C++|动作数据化:Lambda函数及替代函数指针参数

liebian365 2025-02-20 16:41 2 浏览 0 评论

如果一个函数的函数体只是某一个动作不同,而其他内容都是相同的,怎样实现这样的函数代码的复用呢?在C语言中,函数指针用做函数参数可以实现,也就是动作数据化。

在C++中,动作数据化可以使用函数对象,当然也可以是Lambda函数。

在C/C++中,函数只能嵌套调用,不能嵌套定义。

希腊字母λ发音为Lambda,在计算机科学领域,用于表示匿名函数,也更多地被称为“Lambda"表达式。表达式计算结果被称为“闭包”。

C++使用一个标记“[]”来表示匿名函数的开始:

[]{std::cout<<"Lambda expression!"<

注意以分号“;“结尾,表示其是一个表达式,一个Lambda表达式。

没有名字怎样调用呢?可以使用“()”来就地调用:

[]{std::cout<<"Lambda expression!"<

由于Lambda的类型是单一的,不能通过类型名来显式声明对应的对象,但可以利用auto关键字和类型推导:

	auto f=[](int a,int b){return a>b;};
	cout<

也可以使用C++模板库中 function类来表达函数的类型。

比如有一个bool foo(int, int)的函数,那么它的类型可以使用:

function来表达。

对于上述函数,可以表示为:

    function ff= f;
    cout<

1 Lambda表达式的入参和返回

	int c=[](int a, int b)
	{
		return a+b;
	}(3,4);
	cout<

如果自动推导的类型不是想要的,或者就是想让代码表达更明确一些,可以使用“->typename”来声明类型:

	double d = [](int a, double b)->double
	{
		return a/b;
	}(3,4);
	cout<

C++中,一个lambda表达式表示一个可调用的代码单元。我们可以将其理解为一个未命名的内联函数。它与普通函数不同的是,lambda必须使用尾置返回来指定返回类型。

Lambda表达式还可以在“[]”中捕获外部数据:

void foo(int a)
{
    double b=a*2;
    auto c=[b](int d)->char{
        char e=static_cast(d+b);
        return e;
    }(a/2);
    cout<

捕获列表中的数据,默认采用“只读”传递,只能读取,如果需要修改,可以使用“传址捕获”:

void foo2(int a)
{
    double b=a*2;
    auto c=[&b](int d)->char{
        b++;
        char e=static_cast(d+b);
        return e;
    }(a/2);
    cout<

如果是延迟调用,作用域会有影响:

void foo3(int a){
	function  f;
	//{	// 刻意定义一个局部代码块
		a++;
		std::string s="abc";
		f=[a,&s]{
			cout<

输出:

4

abcde

如果局部作用域的{}没有被注释掉,则输出为:

4

de

Lambda表达式传值的read-only属性和使用mutable修饰:

void foo4()
{
    int a=3, b=4;
    [a,&b]()mutable{
        a=30;//复本修改,a本来是read-only,因为有mutable修饰
        b=40;
    }();
    cout<

以下就是ISO C++ 11 标准引入的Lambda表达式的写法:

[capture list] (parameter list) -> return type { function body }

其中除了“[ ]”(其中捕获列表可以为空)和“复合语句”(相当于具名函数定义的函数体),其它都是可选的。它的类型是单一的具有成员operator()的非联合的类类型,称为闭包类型(closure type)。

Lambda表达式的引入并不是为了好玩或徒增语法的复杂性,其除了可以直接定义在函数内部并可以就地调用以外,其主要目的是为了替换函数指针“动作数据化”的功能:

例如调用中的std::sort,ISO C++ 98 的写法是要先写一个compare函数:

bool?compare(int&?a,int&?b)
{
????return?a>b;
}

然后,再这样调用:

sort(a,?a+n,?compare);

然而,用ISO C++ 11 标准新增的Lambda表达式,可以这么写:

sort(a,?a+n,?[](int?a,int?b){return?a>b;});//降序排序

这样一来,代码明显简洁多了。

当然,Lambda表达式也可以直接赋值给一个函数指针:

bool(*fp)(int, int)=[](int a,int b){return a>b;};//不捕获时才可转换为函数指针


全部代码:

#include 
#include 
using namespace std;
void foo(int a)
{
    double b=a*2;
    auto c=[b](int d)->char{
        char e=static_cast(d+b);
        return e;
    }(a/2);
    cout<char{
        b++;
        char e=static_cast(d+b);
        return e;
    }(a/2);
    cout< f;
	//{	// 刻意定义一个局部代码块
		a++;
		std::string s="abc";
		f=[a,&s]{
			cout<b;};
	cout< ff= f;
    cout<double
	{
		return a/b;
	}(3,4);
	cout<b;};//不捕获时才可转换为函数指针
	return 0;
}

output:

Lambda expression!                                                                                                      
1                                                                                                                       
1                                                                                                                       
7                                                                                                                       
0.75                                                                                                                    
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3                                                                                                                       
4                                                                                                                       
abcde                                                                                                                   
3                                                                                                                       
40   

-End-

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