32 lambda表达式

c++11

c++98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，可以适用std::sort方法

#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;}

如果待排序是自定义类型，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){}
};//价格升序
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());return 0;
}

随着c++语法的发展，上面的写法太复杂了，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，这些都给我编程者带来极大的不便。因此，在c++11语法中出现了lambda表达式

lambda表达式

 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; });

上述代码是使用c++11中的lambda表达式解决，可以看出lambda实际是一个匿名函数

打印出类型：

auto f1 = [](int x)->int { return 0; };
f1(1);
cout << typeid(f1).name() << endl;

// // class <lambda_ba37a3eb9b8e2495e3aae6ef76d9eed2>
// // <lambda_uuid>
vs2019是上面的类型，lambda加uuid格式
在这里插入图片描述 vs2022

lambda表达式语法

格式：capture-list 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，捕捉雷彪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，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，参数雷彪不可省略（即使参数为空）
->returntype：返回值类型。追踪返回类型形式生命函数的返回值类型，没有返回值时此部分可省略。返回值类型明确情况下，可以省略，由编译器对返回类型推导
{statement}：函数体。在该函数体内，除了可以适用其参数外，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lam函数为：[]{}，不做任何事情

//最简单的lambda表达式，没有意义
[] {};
//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; };
//省略返回值类型，无返回值
auto fun1 = [=](int c) { c = a + b; };
//各部分都完善
auto fun2 = [=](int c)->int { return c = a + b; };

通过上述例子可以看出，lambda比倒是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
[=]：值传递方式捕捉所有父作用域的变量（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

class AA
{
public:void func(){/*auto f1 = [this]() {cout << a1 << endl;cout << a2 << endl;};*/auto f1 = [=]() {cout << a1 << endl;cout << a2 << endl;};f1();}
private:int a1 = 1;int a2 = 1;
};

c.捕捉雷彪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.在块作用域外的lambda函数捕捉列表必须为空
e。在块作用域中的lambda函数不仅能捕捉父作用域的局部变量，不会做任何非此作用域或者非局部变量都会导致编译错误
f.lambda表达式之间不能互相赋值，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;}

//值捕捉不能更改
int x = 0, y = 1;
auto f1 = [x, y]() {int tmp = x;x = y;y = tmp;};

上面捕捉的x和y和声明的xy不是同一个，值传递不能更改，lam默认是const的。需要加mutable关键字，但因为不是同一个值，不能实现交换

int x = 0, y = 1;
auto f1 = [x, y]() mutable {int tmp = x;x = y;y = tmp;};

函数对象和lambda表达式

函数对象，又称仿函数，可以像函数一样使用的对象，就是在类中重载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);// lamberauto r2 = [=](double monty, int year)->double{return monty*rate*year; 
};r2(10000, 2);return 0;}

从使用方式上看，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
在这里插入图片描述
实际在底层编译器对于lambda表达式的处理方式，完全是按照函数对象处理。如果定义了一个lambda表达式，编译器会自动生成一个类，重载()