C++11之新特性 --- function包装器与lambda表达式
目录
一、lambda表达式
1.1 lambda表达式的基本概念
1.2 lambda表达式语法
1.3 lambda表达式的捕捉列表
二、function包装器
2.1 function包装器的基本概念
一、lambda表达式
1.1 lambda表达式的基本概念
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。例如：
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;//递增}
};
struct ComparePriceGreater
{bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr){return gl._price > gr._price;//递减}
};
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());
}不难发现当我们想要对自定义类型进行排序时，还需要我们额外的写类来实现我们的仿函数，很明显这是一个很麻烦的事情。于是C++11后，就有了lambda表达式来帮助我们解决这个问题，来看看用lambda表达式的方式解决上述问题的方法。
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; });//按价格递增sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){return g1._price > g2._price; });//按价格递减sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){return g1._evaluate < g2._evaluate; });//按照价值递增sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){return g1._evaluate > g2._evaluate; });//按照价值递减
}可以很明显的发现代码量小了很多，同样也非常容易理解意思，当然从使用方法来看，不难发现lambda表达式实际是一个匿名函数
1.2 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。
- (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。
1.3 lambda表达式的捕捉列表
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。
- [=]：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
- [var]：表示值传递方式捕捉变量var
注意：
- 父作用域指包含lambda函数的语句块
- 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
- 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
- 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
二、function包装器
2.1 function包装器的基本概念
function包装器 也叫作适配器。C++中的function本质是一个类模板，也是一个包装器。这里列出一段代码来引出我们的function。
ret = func(x);
// 上面func可能是什么呢？那么func可能是函数名？函数指针？函数对象(仿函数对象)？也有可能
//是lamber表达式对象？所以这些都是可调用的类型！如此丰富的类型，可能会导致模板的效率低下！
//为什么呢？我们继续往下看
template<class F, class T>
T useF(F f, T x)
{static int count = 0;cout << "count:" << ++count << endl;cout << "count:" << &count << endl;return f(x);
}
double f(double i)
{return i / 2;
}
struct Functor
{double operator()(double d){return d / 3;}
};int main()
{// 函数名cout << useF(f, 11.11) << endl;// 函数对象cout << useF(Functor(), 11.11) << endl;// lamber表达式cout << useF([](double d)->double{ return d/4; }, 11.11) << endl;return 0;
}通过上面的程序验证，我们会发现useF函数模板实例化了三份。但是这样写很麻烦，包装器可以很好的解决上面的问题。现在我们来看看包装器版本的写法
template<class F, class T>
T useF(F f, T x)
{static int count = 0;cout << "count:" << ++count << endl;cout << "count:" << &count << endl;return f(x);
}
double f(double i)
{return i / 2;
}
struct Functor
{double operator()(double d){return d / 3;}
};using func=std::function<double(double x)>;//重命名一下，方便书写int main()
{// 函数名func func1 = f;cout << func1(11.11) << endl;// 函数对象func func2 = Functor();cout << func2(11.11) << endl;// lamber表达式func func3 = [](double d)->double { return d / 4; };cout << func3(11.11) << endl;return 0;
}可以发现我们的代码简洁了许多。
那么function包装器如何定义呢，<>中填入类似于【 void（void）】的参数即可，第一个void表示你想要封装的函数的返回值是什么类型，第二void则是参数列表