c++11

c++98例子

在c++98中，如果想要對一個數據集合中的元素進行排序，可以適用std::sort方法

#include <algorithm>#include <functional>int main(){int array[] = {4,1,8,5,3,7,0,9,2,6};// 默認按照小于比較，排出來結果是升序
std::sort(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));// 如果需要降序，需要改變元素的比較規則
std::sort(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]), greater<int>());return 0;}

如果待排序是自定義類型，需要用戶定義排序時的比較規則：

struct Goods
{string _name;  // 名字double _price; // 價格int _evaluate; // 評價//...Goods(const char* str, double price, int evaluate):_name(str), _price(price), _evaluate(evaluate){}
};//價格升序
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 = { { "蘋果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2, 3 }, { "菠蘿", 1.5, 4 } };sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceLess());sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceGreater());return 0;
}

隨著c++語法的發展，上面的寫法太復雜了，為了實現一個algorithm算法，都要重新去寫一個類，如果每次比較的邏輯不一樣，還要去實現多個類，特別是相同類的命名，這些都給我編程者帶來極大的不便。因此，在c++11語法中出現了lambda表達式

lambda表達式

 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; });

上述代碼是使用c++11中的lambda表達式解決，可以看出lambda實際是一個匿名函數

打印出類型：

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

// // class <lambda_ba37a3eb9b8e2495e3aae6ef76d9eed2>
// // <lambda_uuid>
vs2019是上面的類型，lambda加uuid格式
vs2022

lambda表達式語法

格式：capture-list mutable ->return type {statement}
1.lambda表達式各部分說明

• [capture-list]：捕捉列表，該列表總是出現在lambda函數的開始位置，編譯器根據{}來判斷接下來的代碼是否為lambda函數，捕捉雷彪能夠捕捉上下文中的變量供lambda函數使用
• (parameters)：參數列表。與普通函數的參數列表一致，如果不需要參數傳遞，可以連同()一起省略
• mutable：默認情況下，lambda函數總是一個const函數，mutable可以取消其常量性。使用該修飾符時，參數雷彪不可省略（即使參數為空）
• ->returntype：返回值類型。追蹤返回類型形式生命函數的返回值類型，沒有返回值時此部分可省略。返回值類型明確情況下，可以省略，由編譯器對返回類型推導
• {statement}：函數體。在該函數體內，除了可以適用其參數外，還可以使用所有捕獲到的變量

注意：
在lambda函數定義中，參數列表和返回值類型都是可選部分，而捕捉列表和函數體可以為空。因此c++11中最簡單的lam函數為：[]{}，不做任何事情

//最簡單的lambda表達式，沒有意義
[] {};
//省略參數列表和返回值類型，返回值類型由編譯器推導為int
int a = 3, b = 4;
[=] {return a + 3; };
//省略返回值類型，無返回值
auto fun1 = [=](int c) { c = a + b; };
//各部分都完善
auto fun2 = [=](int c)->int { return c = a + b; };

通過上述例子可以看出，lambda比倒是實際上可以理解為無名函數，該函數無法直接調用，如果想要調用，可借助auto將其賦值給一個變量

2.捕獲列表說明
捕捉列表描述了上下文中那些數據可以被lambda使用，以及使用的方式傳值還是傳引用

• [var]：表示值傳遞方式捕捉變量var
• [=]：值傳遞方式捕捉所有父作用域的變量（包括this）
• [&var]：表示引用傳遞捕捉變量var
• [&]：表示引用傳遞捕捉所有父作用域的變量（包括this）
• [this]：表示值傳遞方式捕捉當前的this指針

注意：
a.父作用域指包含lambda函數的語句塊
b.語法上捕捉列表可由多個捕捉項組成，并以逗號分割
比如：[=，&a，&b]：以引用傳遞的方式捕捉變量a和b，值傳遞方式捕捉其他所有變量
[&, a, this]：值傳遞方式捕捉變量a和this，引用方式捕捉其他變量

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.捕捉雷彪不允許變量重復傳遞，否則就會導致編譯錯誤
比如：[=，a]：=已經以值傳遞方式捕捉了所有變量，捕捉a重復
d.在塊作用域外的lambda函數捕捉列表必須為空
e。在塊作用域中的lambda函數不僅能捕捉父作用域的局部變量，不會做任何非此作用域或者非局部變量都會導致編譯錯誤
f.lambda表達式之間不能互相賦值，即使看起來類型相同

void (*PF)();int main(){auto f1 = []{cout << "hello world" << endl; };auto f2 = []{cout << "hello world" << endl; };// 此處先不解釋原因，等lambda表達式底層實現原理看完后，大家就清楚了
//f1 = f2;    // 編譯失敗--->提示找不到operator=()// 允許使用一個lambda表達式拷貝構造一個新的副本
auto f3(f2);f3();
// 可以將lambda表達式賦值給相同類型的函數指針
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和聲明的xy不是同一個，值傳遞不能更改，lam默認是const的。需要加mutable關鍵字，但因為不是同一個值，不能實現交換

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

函數對象和lambda表達式

函數對象，又稱仿函數，可以像函數一樣使用的對象，就是在類中重載operator()運算符的類對象

class Rate{public:Rate(double rate): _rate(rate){}double operator()(double money, int year){ return money * _rate * year;}private:double _rate;};int main(){// 函數對象
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;}

從使用方式上看，函數對象與lambda表達式完全一樣
函數對象將rate作為其成員變量，在定義對象時給出初始值即可，lambda表達式通過捕獲列表可以直接將該變量捕獲到

實際在底層編譯器對于lambda表達式的處理方式，完全是按照函數對象處理。如果定義了一個lambda表達式，編譯器會自動生成一個類，重載()