【C++11特性篇】lambda表达式玩法全解

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目录

  • 一.lambda解决个性化排序问题
    • [1]设计商品结构体
    • [2]利用仿函数(函数对象)解决个性化排序一览
    • [3]利用lambda解决个性化排序一览
  • 二.lambda表达式语法
    • 1)lambda表达式总览
    • 2) lambda的返回值类型一般可以省略
    • 3) 捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供lambda函数使用
    • 4) 捕捉列表【特殊使用方式】一览
    • 5) mutable在【传值传参】时的用法
    • 6)lambda在实现交换函数swap()时常用【传引用传参】而不是【传值传参+mutable】
  • 三.仿函数(函数对象)与【lambda表达式】的底层其实是一样的
    • [1]仿函数(函数对象)基本知识回顾
    • [2]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()

一.lambda解决个性化排序问题

[1]设计商品结构体

  • 设计一个商品结构体如下所示
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){}
};

[2]利用仿函数(函数对象)解决个性化排序一览

  • 如下所示,利用sort函数+仿函数可以实现不同的个性化排序
  • 价格排大,价格排小,名字排大,名字排小…
//struct ComparePriceLess
struct Compare1
{bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr){return gl._price < gr._price;}
};//struct ComparePriceGreater
struct Compare2
{bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr){return gl._price > gr._price;}
};struct CompareEvaluateGreater
{bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr){return gl._evaluate > gr._evaluate;}
};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(), Compare1());  // 价格升序//sort(v.begin(), v.end(), Compare2());  // 价格降序//sort(v.begin(), v.end(), CompareEvaluateGreater());  // 评价的降序sort(v.begin(), v.end(), Compare1()); sort(v.begin(), v.end(), Compare2());return 0;
}

[3]利用lambda解决个性化排序一览

为什么要引入lambda?

  • 我们可以观察[2]中用仿函数解决个性化排序会出现一个问题
  • 我们如果看到CompareEvaluateGreater()这个仿函数,我们能知道它是根据"评价的降序"来进行排序
  • 但是当我们看到Compare1()/Compare2(),我们并不能很直观知道它是根据什么来排序,需要找到该函数才明白
  • 以下是改造成lambda形式的基本使用
  • 具体详细的介绍部分在本篇博客的板块二中,这里展示基本使用方法[捕捉列表] (参数列表) mutable -> 返回值类型 { 函数体 }
  • 首先我们要知道,lamda其实是一个局部的匿名函数对象,常与auto搭配使用
   //[捕捉列表] (参数列表) mutable -> 返回值类型 { 函数体 }// 局部的匿名函数对象auto less = [](int x, int y)->bool {return x < y; };cout << less(1, 2) << endl;
  • 以下是改造成lambda形式的个性化排序
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(), Compare1());sort(v.begin(), v.end(), Compare2());//auto goodsPriceLess = [](const Goods& x, const Goods& y)->bool {return x._price < y._price; };//                                                 没有返回值时此部分可省略auto goodsPriceLess = [](const Goods& x, const Goods& y){return x._price < y._price; };cout << goodsPriceLess(v[0], v[1]) << endl;sort(v.begin(), v.end(), goodsPriceLess);sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& x, const Goods& y) {return x._price < y._price; });sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& x, const Goods& y) {return x._price > y._price;});sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& x, const Goods& y) {return x._evaluate < y._evaluate;});sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& x, const Goods& y) {return x._evaluate > y._evaluate;});return 0;
}

二.lambda表达式语法

1)lambda表达式总览

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。
  • 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。

2) lambda的返回值类型一般可以省略

  • ->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。
int main()
{int a = 0, b = 2;double rate = 2.555;auto add1 = [](int x, int y)->int {return x + y; };auto add2 = [](int x, int y) {return x + y; };//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。
}

3) 捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供lambda函数使用

  • 下面代码需要捕捉rate变量给后面函数体用
auto add3 = [rate](int x, int y) {return (x + y)* rate; };

4) 捕捉列表【特殊使用方式】一览

  • [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
  • 以下为 [&] 演示+ [&,a] 演示
int a = 0;
int b = 1;
int c = 2;
int d = 3;
const int e = 1;
cout << &e << endl;// 引用的方式捕捉所有对象,除了a
// a用传值的方式捕捉//捕捉所有对象auto func = [&]{函数体};
auto func = [&, a] {//a++;failb++;c++;d++;//e++;cout << &e << endl;

5) mutable在【传值传参】时的用法

  • 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)
//这里程序是会报错的,可以这样理解:因为其参数默认是带const的,不能被修改
int x = 0, y = 2;
auto swap1 = [add1](int& x, int& y) {int tmp = x;x = y;y = tmp;cout << add1(x, y) << endl;
};
swap1(a, b);
int x = 0, y = 2;
auto swap1 = [x, y]() mutable {// mutable让捕捉的x和y可以改变了,// 但是他们依旧是外面x和y的拷贝int tmp = x;x = y;y = tmp;};swap1();

6)lambda在实现交换函数swap()时常用【传引用传参】而不是【传值传参+mutable】

  • 在小点4中,我们是用下面代码实现swap()
int x = 0, y = 2;
auto swap1 = [x, y]() mutable {// mutable让捕捉的x和y可以改变了,// 但是他们依旧是外面x和y的拷贝int tmp = x;x = y;y = tmp;};swap1();
  • 但是这一回略显繁琐,我们一般用【传引用传参】而不是【传值传参+mutable】,如下所示:
// 引用的方式捕捉int x = 0, y = 2;auto swap2 = [&x, &y](){int tmp = x;x = y;y = tmp;};swap2();

三.仿函数(函数对象)与【lambda表达式】的底层其实是一样的

[1]仿函数(函数对象)基本知识回顾

  • 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);// lambda//[=]:表示值传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this)auto r2 = [=](double monty, int year)->double {return monty * rate * year;};r2(10000, 2);return 0;
}

[2]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()

  • 我们通过反汇编可以发现,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
  • 也就是说: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()
    在这里插入图片描述

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