[C++][C++11][四] -- [lambda表达式]-编程知识

1.为什么要有lambda表达式？

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：

struct Goods
{string _name;double _price;int _evaluate;Goods(){// ...}
};struct ComparePriceLess
{bool operator()(const Goods &gl, const Goods &gr){// ...}
};struct ComparePriceGreater
{bool operator()(const Goods &gl, const Goods &gr){// ...}
};int main()
{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

2.lambda表达式

sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods &g1, const Goods &g2){ return g1._price < g2._price; });

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
阅读代码的人一看到lambda表达式就知道本次排序的比较方式是怎样的，提高了代码的可读性

3.lambda表达式语法

lambda表达式书写格式：[capture-list] (parameters) mutable -> return-type { statement }
- [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
  - 默认的捕捉对象不能修改
- (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
- 通过下述例子可以看出，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

// 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);// 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;// 复制捕捉x
int x = 10;
auto add_x = [x](int a) mutable { x *= 2; return a + x; };
cout << add_x(10) << endl;

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)
注意：
- 父作用域指包含lambda函数的栈帧
- 语法上捕捉列表可由多个捕捉项组成，并以逗号分割
  - [=, &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
- 捕捉列表不允许变量重复传递，否则就会导致编译错误
  - [=, a]：=已经以值传递方式捕捉了所有变量，捕捉a重复
- 在块作用域以外的lambda函数捕捉列表必须为空
- 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
- 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; };// 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;
}

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
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

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);// lamberauto r2 = [=](double monty, int year) -> double{return monty * rate * year;};r2(10000, 2);return 0;
}