C++超详细梳理lambda和function的使用方法

更新时间：2022年08月09日 16:07:07 作者：恋恋风辰

C++在C11标准中引入了匿名函数,即没有名字的临时函数,又称之为lambda表达式.lambda表达式实质上是创建一个匿名函数/对象，这篇文章主要介绍了lambda和function的使用方法

lambda表达式

lambda表达式又称为匿名表达式，是C11提出的新语法。[]存储lambda表达式要捕获的值，()内的参数为形参，可供外部调用传值。lambda表达式可以直接调用

 // 1  匿名调用
    [](string name)
    {
        cout << "this is anonymous" << endl;
        cout << "hello " << name << endl;
    }("zack");

上述代码定义了一个匿名函数后直接调用。我们可以通过auto初始化一个变量存储lambda表达式

 // 2 通过auto赋值
    auto fname = [](string name)
    {
        cout << "this is auto  " << endl;
        cout << "hello " << name << endl;
    };
    fname("Rolin");

通过auto定义fname，然后存储了lambda表达式，之后调用fname即可。也可以通过函数指针的方式接受lambda表达式

    typedef void (*P_NameFunc)(string name);
    // 3 函数指针
    P_NameFunc fname2 = [](string name)
    {
        cout << "this is P_NameFunc " << endl;
        cout << "hello " << name << endl;
    };
    fname2("Vivo");

P_NameFunc定义了fname2函数指针接受了lambda表达式。也可以通过function对象接受lambda表达式，function类是C11新增的语法。

// 4 function
    function<void(string)> funcName;
    funcName = [](string name)
    {
        cout << "this is function " << endl;
        cout << "hello " << name << endl;
    };
    funcName("Uncle Wang");

用一个function对象接受了lambda表达式，同样可以调用该function对象funcName达到调用lambda的效果。

谈谈lambda的捕获

1 值捕获

    int age = 33;
    string name = "zack";
    int score = 100;
    string job = "softengineer";
    //值捕获
    [age, name](string name_)
    {
        cout << "age is " << age << " name is " << name << " self-name is " << name_ << endl;
    }("Novia");

上述lambda表达式捕获了age和name，是以值的方式来捕获的。所以无法在lambda表达式内部修改age和name的值，如果修改age和name，编译器会报错，提示无法修改const常量，因为age和name是以值的方式被捕获的。

2 引用捕获

    int age = 33;
    string name = "zack";
    int score = 100;
    string job = "softengineer";
    [&age, &name](string name_)
    {
        cout << "age is " << age << " name is " << name << " self-name is " << name_ << endl;
        name = "Xiao Li";
        age = 18;
    }("Novia");

[]里age和name前边添加了&，此时age和name是以引用方式捕获的。所以可以在lambda表达式中修改age和name的值。

C++的lambda表达式虽然可以捕获局部变量的引用，达到类似闭包的效果，但不是真的闭包，golang和python等语言通过闭包捕获局部变量后可以增加局部变量的声明周期，C++无法做到这一点，所以下面的调用会出现崩溃。

vector<function<void(string)>> vec_Funcs;
void use_lambda2()
{
    int age = 33;
    string name = "zack";
    int score = 100;
    string job = "softengineer";
    vec_Funcs.push_back([age, name](string name_)
                        {   cout << "this is value catch " << endl;
                            cout << "age is " << age << " name is " << name << " self-name is " << name_ << endl; });
    //危险，不要捕获局部变量的引用
    vec_Funcs.push_back([&age, &name](string name_)
                        {   cout << "this is referenc catch" << endl;
                            cout << "age is " << age << " name is " << name << " self-name is " << name_ << endl; });
}
void use_lambda3()
{
    for (auto f : vec_Funcs)
    {
        f("zack");
    }
}
int main(){
    use_lambda2();
    use_lambda3();
}

use_lambda2中将lambda表达式存储在function类型的vector里，当use_lambda2结束后，里边的局部变量都被释放了，而vector中的lambda表达式还存储着局部变量的引用，在调用use_lambda3时调用lambda表达式，此时访问局部变量已经被释放了，所以导致程序崩溃。

3 全部用值捕获，name用引用捕获

    int age = 33;
    string name = "zack";
    int score = 100;
    string job = "softengineer";
    [=, &name]()
    {
        cout << "age is " << age << " name is " << name << " score is " << score << " job is " << job << endl;
        name = "Cui Hua";
    }();

通过=表示所有变量都以值的方式捕获，如果希望某个变量以引用方式捕获则单独在这个变量前加&。

4 全部用引用捕获，只有name用值捕获

   int age = 33;
   string name = "zack";
   int score = 100;
   string job = "softengineer";
   [&, name]()
   {
        cout << "age is " << age << " name is " << name << " score is " << score << " job is " << job << endl;
   }();

通过&方式表示所有变量都已引用方式捕获，如果希望某个变量以值方式捕获则单独在这个变量前加=。

万能的function

我们可以用function存储形参和返回值相同的一类函数指针，可调用对象，lambda表达式等。

void use_function()
{
    list<function<void(string)>> list_Funcs;
    //存储函数对象
    list_Funcs.push_back(FuncObj());
    //存储lambda表达式
    list_Funcs.push_back([](string str)
                         { cout << "this is lambda call " << str << endl; });
    //存储全局函数
    list_Funcs.push_back(globalFun);
    for (const auto &f : list_Funcs)
    {
        f("hello zack");
    }
}

bind操作

C11同样提供了bind操作，将原函数的几个参数通过bind绑定传值，返回一个新的可调用对象。

    //绑定全局函数
    auto newfun1 = bind(globalFun2, placeholders::_1, placeholders::_2, 98, "worker");
    //相当于调用globalFun2("Lily",22, 98,"worker");
    newfun1("Lily", 22);
    //多传参数没有用，相当于调用globalFun2("Lucy",28, 98,"worker");
    newfun1("Lucy", 28, 100, "doctor");
    auto newfun2 = bind(globalFun2, "zack", placeholders::_1, 100, placeholders::_2);
    //相当于调用globalFun2("zack",33,100,"engineer");
    newfun2(33, "engineer");
    auto newfun3 = bind(globalFun2, "zack", placeholders::_2, 100, placeholders::_1);
    newfun3("coder", 33);

placeholders表示占位符，_1表示新生成函数的第一个参数, _2表示新生成函数的第二个参数，将这些参数传递给原函数达到占位的效果，原函数的其余参数通过bind绑定固定值。

接下来定义类

class BindTestClass
{
public:
    BindTestClass(int num_, string name_) : num(num_), name(name_) {}
    static void StaticFun(const string &str, int age);
    void MemberFun(const string &job, int score);
public:
    int num;
    string name;
};

实现静态函数和成员函数

void BindTestClass::StaticFun(const string &str, int age)
{
    cout << "this is static function" << endl;
    cout << "name is " << str << endl;
    cout << "age is " << age << endl;
}
void BindTestClass::MemberFun(const string &job, int score)
{
    cout << "this is member function" << endl;
    cout << "name is " << name << endl;
    cout << "age is " << num << endl;
    cout << "job is " << job << endl;
    cout << "score is " << score << endl;
}

我们通过bind绑定静态成员函数

    //绑定类的静态成员函数,加不加&都可以
    // auto staticbind = bind(BindTestClass::StaticFun, placeholders::_1, 33);
    auto staticbind = bind(&BindTestClass::StaticFun, placeholders::_1, 33);
    staticbind("zack");

新生成的staticbind函数可以直接传递一个参数zack就完成了调用。接下来用bind绑定成员函数

    BindTestClass bindTestClass(33, "zack");
    // 绑定类的成员函数,一定要传递对象给bind的第二个参数，可以是类对象，也可以是类对象的指针
    // 如果要修改类成员，必须传递类对象的指针
    auto memberbind = bind(BindTestClass::MemberFun, &bindTestClass, placeholders::_1, placeholders::_2);
    memberbind("coder", 100);
    auto memberbind2 = bind(BindTestClass::MemberFun, placeholders::_3, placeholders::_1, placeholders::_2);
    memberbind2("coder", 100, &bindTestClass);
    //绑定类成员时，对象必须取地址
    auto numbind = bind(&BindTestClass::num, placeholders::_1);
    std::cout << numbind(bindTestClass) << endl;

当然也可以直接用function对象接受bind返回的结果

    // function接受bind返回的函数
    function<void(int, string)> funcbind = bind(globalFun2, "zack", placeholders::_1, 100, placeholders::_2);
    funcbind(33, "engineer");
    // function接受bind 成员函数
    function<void(string, int)> funcbind2 = bind(BindTestClass::MemberFun, &bindTestClass, placeholders::_1, placeholders::_2);
    funcbind2("docker", 100);
    function<void(string, int, BindTestClass *)> funcbind3 = bind(BindTestClass::MemberFun, placeholders::_3, placeholders::_1, placeholders::_2);
    funcbind3("driver", 100, &bindTestClass);
    // function 直接接受成员函数,function的模板列表里第一个参数是类对象引用
    function<void(BindTestClass &, const string &, int)> functomem = BindTestClass::MemberFun;
    functomem(bindTestClass, "functomem", 88);
    // function 绑定类的静态成员函数
    function<void(const string &)> funbindstatic = bind(&BindTestClass::StaticFun, placeholders::_1, 33);
    funbindstatic("Rolis");

lambda和bind的使用就介绍到这里

源码链接

视频链接

到此这篇关于C++超详细梳理lambda和function的使用方法的文章就介绍到这了,更多相关C++ lambda和function内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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