目录
1.lambda表达式
1.1 C++98中的一个例子
1.2 lambda表达式
1.3 lamzbda表达式语法
1. lambda表达式各部分说明
2. 捕获列表说明
1.4 函数对象与lambda表达式
1.lambda表达式
1.1 C++98中的一个例子
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std::sort方法。
如果待排序元素为自定义类型,需要用户定义排序时的比较规则:
#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; }
如果待排序元素为自定义类型,需要用户定义排序时的比较规则:
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()); }
随着C++语法的发展,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表达式
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(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){
return g1._price < g2._price; });
sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){
return g1._price > g2._price; });
sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){
return g1._evaluate < g2._evaluate; });
sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){
return g1._evaluate > g2._evaluate; });
}
上述代码就是使用C++11中的lambda表达式来解决,可以看出lambda表达式实际是一个匿名函
数。
1.3 lamzbda表达式语法
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。
☯ (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。
#include <iostream> #include <functional> using namespace std; int main() { // 最简单的lambda表达式, 该lambda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); // 引用可以修改 b cout<< a <<" "<< b <<endl; // 各部分都很完善的lambda函数 auto fun2 = [=, &b](int c)->int{return b += a+ c; }; cout<<fun2(10)<<endl; // 引用可以修改 b cout << "b = " << b << endl; // 复制捕捉x int x = 10; // 取消掉 mutable x只是一个值无法修改。 // 不取消时,x只是父域函数域的一个副本,无法修改外面的x的值 auto add_x = [x](int a) mutable { x *= 2; return a + x; }; cout << add_x(10) << endl; cout << "x = " << x << endl; 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。2. 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
☯ [=]: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void (*PF)(); int main() { auto f1 = []{cout << "hello world" << endl; }; auto f2 = []{cout << "hello world" << endl; }; // 此处先不解释原因,等lambda表达式底层实现原理看完后,大家就清楚了 //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; }
1.4 函数对象与lambda表达式
函数对象,又称为仿函数,即可以像函数一样使用的对象,就是在类中重载了operator()运算符的类对象。
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; }
从使用方式上来看,函数对象与lambda表达式完全一样。
函数对象将rate作为其成员变量,在定义对象时给出初始值即可,lambda表达式通过捕获列表可以直接将该变量捕获到。实际在底层编译器对于lambda表达式的处理方式,完全就是按照函数对象的方式处理的,即:如果定义了一个lambda表达式,编译器会自动生成一个类,在该类中重载了operator()。