函数指针函数符与Lambda表达式

Posted 2020-12-24 coolcpp

先来看这样一段代码：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <iterator>

int main()
{
    std::vector<int> v(500);
    std::generate(v.begin(), v.end(), std::rand);

    std::copy(v.begin(), v.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, "	"));

    std::cin.get();
    return 0;
}

std::generate的第三个参数是个不接受任何参数的函数对象，这里，该函数对象是一个指向std::rand的指针。利用这个函数，为v随机初始化了500个值。

现在，若要统计这500个数里面有多少个可以被5整除和被15整除的，我们可以使用std::count_if：

bool f5(int x)
{
    return x % 5 == 0;
}

bool f15(int x)
{
    return x % 15 == 0;
}


int count = std::count_if(v.begin(), v.end(), f5);
int count1 = std::count_if(v.begin(), v.end(), f15);
std::cout << count << " " << count1 << std::endl;

f5和f15是通过函数指针的方式传进去的，那么如何通过函数符来完成呢？函数符是一个类对象，通过类方法operator()()，我们可以使用同一个函数符来完成这两项功能。

class fun
{
public:
    fun(int x = 1) : mnum(x) {}
    bool operator()(int x) { return x % mnum == 0; }
private:
    int mnum;
};

通过构造函数，便可以根据传进来的值来决定实际操作。现在，可以这样调用：

int count2 = std::count_if(v.begin(), v.end(), fun(5));
int count3 = std::count_if(v.begin(), v.end(), fun(15));

参数fun(5)创建了一个对象，将5作为了munm的初始值，而std::count_if()则使用该对象来调用operator()()。

还可以使用lambda来完成：

int count4 = std::count_if(v.begin(), v.end(), 
        [](int x) {
        return x % 5 == 0;
    });

使用lambda表达式可以替换函数指针或函数符构造函数。

仅当lambda表达式完全由一条返回语句组成时，自动类型推断才有用；否则，则需使用返回类型后置语法：

[](int x) ->int { int y = x; return x - y; }

对于相同的功能，也并非要编写表达式两次，我们可以给lambda指定一个名称：

auto mod5 = [](int x) { return x % 3 == 0; }
count4 = std::count_if(v.begin(), v.end(), mod5);
count5 = std::count_if(v1.begin(), v1.end(), mod5);

亦可像使用平常函数那样使用有名称的lambda：

bool ret = mod5(13);

对于这有一种方式，函数指针方法阻止了内联，因为编译器传统上不会内联其地址被获取的函数，因为函数地址意味着非内联函数。而函数符和lambda通常不会阻止内联。

lambda还可以捕获作用域内的任何动态变量，要捕获的变量可将其放在[]内。使用[=]表示按值传递所有动态的变量，使用[&]可以按引用访问所有的动态变量，也可单独使用[&x],[=x]，亦可混合使用[x, &count]。