C++11——lambda表达式

1. C++98对自定义类型的排序

在C++98中，想要对自定义类型就行排序，我们得自己写仿函数来表明我们相对哪一项进行排序

struct Student
{
	Student(string name, long id, double score)
		:_name(name)
		,_id(id)
		,_score(score)
	{}

	string _name;
	long _id;
	double _score;
};

//按名字排序 -- 降序
struct CmpName
{
	bool operator()(const Student& stu1, const Student& stu2)
	{
		return stu1._name < stu2._name;
	}
};
//按学号排序 -- 降序
struct CmpId
{
	bool operator()(const Student& stu1, const Student& stu2)
	{
		return stu1._id < stu2._id;
	}
};
//按分数排序 -- 降序
struct CmpScore
{
	bool operator()(const Student& stu1, const Student& stu2)
	{
		return stu1._score < stu2._score;
	}
};

int main()
{
	vector<Student> v = { {"张三",101,99.3},{"李四",104,85.2},{"王五",102,99.9} };
	sort(v.begin(), v.end(),CmpName());

	sort(v.begin(), v.end(),CmpId());
	
	sort(v.begin(), v.end(),CmpScore());

	return 0;
}

如果代码风格较好，然后加上了注释，这其他人一看就懂是什么意思。但如果命名不规范，就是个很头疼的问题。

例如：

int main()
{
	vector<Student> v = { {"张三",101,99.3},{"李四",104,85.2},{"王五",102,99.9} };
	sort(v.begin(), v.end(),Cmp1());

	sort(v.begin(), v.end(),Cmp2());
	
	sort(v.begin(), v.end(),Cmp3());

	return 0;
}

这里的仿函数，我们看到就不知道是对哪一项进行排序，就得往前翻，如果前面的命名也不规范，那就十分痛苦。

而且一旦我们的对象的参数多了，那我们就得写出对应的仿函数，这不是很方便，于是在C++11中出现了lambda表达式

2. lambda表达式语法

lambda表达式格式：[capture-list] (parameters) mutable -> return-type { statement }

示例：[] (int x,int y)->int { return x+y;}

• lambda表达式各部分说明

  []：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。

  ()：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。

int main()
{
	vector<Student> v = { {"张三",101,99.3},{"李四",104,85.2},{"王五",102,99.9} };
	sort(v.begin(), v.end(), [](const Student& stu1, const Student& stu2)->bool {return stu1._name < stu2._name; });

	sort(v.begin(), v.end(), [](const Student& stu1, const Student& stu2)->bool {return stu1._id < stu2._id; });
	
	sort(v.begin(), v.end(), [](const Student& stu1, const Student& stu2)->bool {return stu1._score < stu2._score; });

	return 0;
}

2.1 捕捉列表

• [var]：表示值传递方式捕捉变量var

  int a = 1;
  int b = 2;
  double rate = 2.5;
  auto f1 = [rate](int x, int y) {return x + y; };
  cout<<f1(a,b)<<endl;	//输出 7.5
  

• [&var]：表示引用传递捕捉变量var

  适用于对象较大或者需要修改捕捉列表里面的值

  int a = 1;
  int b = 2;
  auto swap1 = [a, b]() mutable {
      //mutable让捕捉的a b可以修改
      //但这里面的a b 属于是外面a b的拷贝
      int tmp = a;
      a = b;
      b = tmp;
  };
  swap1();
  
  
  auto swap2 = [&a, &b] {
      //捕捉引用，可以直接修改外面a b的值了
      int tmp = a;
      a = b;
      b = tmp;
  };
  swap2();
  

• [=]：表示值传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this)

  捕捉所有的外部变量

  int a = 1;
  int b = 2;
  int c = 3;
  auto f2 = [=]() {
      cout << a << " " << b << " " << c << " " << endl;
  };
  f2();
  

• [&]：表示引用传递捕捉所有父作用域中的变量(包括this)

  捕捉所有外部变量的引用

  int a = 1;
  int b = 2;
  int c = 3;	
  auto f3 = [&]() {
  cout << ++a << " " << ++b << " " << ++c << " " << endl;
  };
  f3();
  cout << a << " " << b << " " << c << " " << endl;
  //也可以混合捕捉,这里的a就是不可修改的了，普通捕捉
  auto f4 = [&, a] {
  cout << a << " " << ++b << " " << ++c << " " << endl;
  };
  cout << a << " " << b << " " << c << " " << endl;
  

• [this]：表示值传递方式捕捉当前的this指针

3. lambda底层原理

int main()
{
	auto f1 = [](int x, int y) {return x + y; };
	auto f2 = [](int x, int y) {return x + y; };
	//f1 = f2;	//error
	cout << typeid(f1).name() << endl;
	cout << typeid(f2).name() << endl;
	return 0;
}

这段代码运行之后发现，f1和f2的类型是类

这里lambda的底层就是一个仿函数，就和范围的for的底层就是迭代器一样，上层将其封装了，调用的就是类的operator()