C++传递lambda表达式给函数

有时候，我们会需要将一个函数作为变元传递给另一个函数，这时，就需要了解函数指针的作用了

先来回顾一下函数指针：
函数指针不同于普通指针，它存储的内容还包括一个函数的返回类型和参数列表，形式为：
返回类型（ * 函数指针名 ） (参数列表），当一个函数指针创建后，它就只能指向对应返回类型和参数类型的函数，无法指向其他类型函数。
为了方便和正确起见，我们可以利用 auto 关键字让编译器自动识别函数类型并创建相应的函数指针，如：

int add(int a,int b) {
	return a + b;
}
int main()
{
	auto padd = add;//编译器自动推断padd为返回类型为int,参数列表为(int,int)的函数指针
}

而对于一个没有任何捕获子句的lambda表达式，其可以赋值给一个函数指针，如下面语句是合法的：

	auto padd = [](int a, int b)->int {return a + b;};//左为函数指针，右为lambda表达式

所以，当我们想将函数作为变元传递时，我们就可以将对应的函数指针传递过去。而对于lambda表达式而言，它本身是一个匿名函数，因此也可以赋值给函数指针然后传递过去。那么lambda表达式能不能直接作为变元传递而不依靠函数指针呢？

解答：

首先可以肯定的答案是，lambda表达式是可以作为参数传递的，但并非想象中那么直接。
在被调函数中，我们通常会使用一个函数指针来接受主调函数传递过来的lambda表达式，但是参考前面函数指针形式可以发现，我们必须事先确定好函数指针的类型才能创建一个函数指针，这就包括返回类型和参数列表。而每次lambda表达式的类型可能都是不一样的，这就要求我们每次都改变相对应的函数指针来接受lambda表达式，这相当麻烦。
所以，一个简单的方法就是创建一个函数指针模板，来接受任意类型的lambda表达式。编译器会自动推断在模板实例使用的参数类型。

函数指针模板：

//通过function函数对vector中每一个元素调用传递过来的lambda表达式，即fun()
template <typename F>
void function(std::vector<int>&data, F fun) {//F是任意lambda表达式的类型,fun为函数指针
	for (auto & value : data) {
		value = fun(value);
	}
}

调用函数模板的语句可以为：

	std::vector<int>data{ 2,3,4 };
	function(data, [](int x)->int {return x * x;});//返回x的平方
	for (const auto & value : data)
		std::cout << value << std::endl;

此时编译器自动识别 fun 的类型为 int( * ) ( int ) ,因此成功传递lambda表达式！

不过，当表达式中引导[ ] 非空时，采用这种方式传递 lambda 表达式是不安全的，因为 lambda 引导包含的内容不仅会改变类型，还会显著改变 lambda 表达式可以执行的操作。当然，针对这种问题，C++依然提供了一种有效的方法。

std::function 模板类型

标准库中的头文件 functional 定义了一个模板类型 std::functional<> ,它是一组包含各种各样类型的函数指针的包装器，其中也包括lambda表达式，其形式为：std::function<返回类型（参数列表）>
首先，他可以用在被调函数中，用来声明函数指针的类型，如：

//注意：这里的function和std::function完全是两个不同的东西，他们所属的命名空间不同。前者是我们自己为被调函数取的名字，后者是标准库里的固定的模板名。
//之所以取这个名字是因为这段代码作用与前面几个代码作用完全相同，方便理解。
void function(std::vector<int>&data, std::function<int(int)> fun) {//用来声明 fun 即传递过来的lambda表达式的类型
	for (auto &value : data) {
		value = fun(value);
	}
}
int main()
{
	std::vector<int>data{ 2,3,4 };
	function(data, [&](int x)->int {return x * x;});
	for (const auto & value : data)
		std::cout << value << std::endl;
}

这样仍显得有些麻烦，因为我们还是要自己在被调函数中设定返回值和参数列表。不过，我们仍然可以为此建立一个函数模板：

template <typename T>
void function(std::vector<T>&data, std::function<void(T)> fun) {//std::function模板
	for (auto &value : data) {
		value = fun(value);
	}
}
int main()
{
	std::vector<int>data{ 2,3,4 };
	function<int>(data, [&](int x)->int {return x * x;});//在<>内显式指定类型
	for (const auto & value : data)
		std::cout << value << std::endl;
}

不过在这个模板里，我们无法让编译器自动识别 T 的类型，必须我们在调用时显示指定，否则将无法编译。

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