C++ lambda表达式

C++ 11在语言中加入了lambda表达式，lambda表达式可以方便地构造匿名函数。当我们定义lambda表达式时，C++编译器会创建一个匿名的与lambda表达式有关的类类型。

使用lambda表达式进行函数式编程

我们知道，在函数式编程语言中，比如

scheme

，函数作为一等公民，与普通的数据类型相同，可以作为函数的参数以及返回值，可以很方便的实现高阶函数等。 在C++中，我们可以借助于函数对象以及函数指针实现。 在C++ 11中，借助于lambda表达式，也可以实现高阶函数。

将lambda表达式用作返回值

定义在头文件中的std::function是多态的函数对象包装，类似函数指针。它可以绑定至任何可以被调用的对象(仿函数、成员函数指针、函数指针和lambda表达式)，只要参数和返回类型符合包装的类型即可。返回一个double、接受两个整数参数的函数包装定义如下：

function< double(int, int) > my_wrapper;
           

通过std::function，可以从函数中返回lambda表达式，示例如下：

function<int(void)> multiplyBy2Lambda(int x)  
{  
    return [=]()->int{ return 2 * x; };  
}
           

这个函数的主体部分创建了一个lambda表达式，这个lambda表达式通过值捕捉所在作用域的变量，并返回一个整数，这个返回的整数是传给multiplyBy2Lambda()的值的两倍。这个multiplyBy2Lambda()函数的返回值类型为 function

将lambda表达式用作参数

可以编写lambda表达式作为参数的函数。例如，可通过这种方式实现回调函数。下面的代码实现了一个testCallback()函数，这个函数接受一个整数vector和一个回调函数作为参数。这个实现迭代给定vector中的所有元素，并对每个元素调用回调函数，回调函数接受vector中每个元素作为int参数，并返回一个布尔值。如果回调函数返回false，那么停止迭代。

//注意参数类型，第二个参数如果使用pass by reference，则必须加const修饰，否则编译错误
//如果采用值传递，无影响
void testCallback(const vector<int>& vec, const function<bool(int)>& callback)  
{  
    for (auto i : vec)  
    {  
        if (!callback(i))  
            break;  
        cout << i << " ";  
    }  
    cout << endl;  
}  
           

测试：

auto callback = []( int i ) -> bool { return i < 6; };
vector<int> vec( 10 );
int index = 0;
generate( vec.begin(), vec.end(), [&index] {return ++index; } );

testCallback( vec, callback );
           

结果：

lambda表达式实现高阶函数

有关C++高阶函数可以参看我的博文：C++高阶函数

int sumInt( int a, int b ){
    int result { 0 };
    for ( int i = a; i <= b; ++i ) {
        result += i;
    }
    return result;
}

int sumCube( int a, int b ){
    int result { 0 };
    for ( int i = a; i <= b; ++i ) {
        result += i * i * i;
    }
    return result;
}

//advanced abstraction
template < class T >
T sumGeneric( T a, T b, const function< int( int ) >& func,  const function< void( int& ) >& next ){
    T result( 0 );
    for ( T i = a; i <= b; next( i ) ) {
        result += func( i );
    }
    return result;
}
           

上述示例中，前两个求和函数有着相同的逻辑，可以进行抽象

sumGeneric

。

测试：

auto self = []( int i ) -> int { return i; };
auto inc = []( int& i ) -> void {  ++i; };
auto cube = []( int i ) -> int { return i * i * i; };

cout << "Normal Cal:" << endl;
cout << "sumInt( 1, 50 ):" << sumInt( 1, 50 ) << " sumCube( 1, 50 ):" << sumCube( 1, 50 );

cout << endl << "High Order Function:" << endl;
cout << "sumInt( 1, 50 ):" << sumGeneric( 1, 50, self, inc )
    << " sumCube( 1, 50 ):" << sumGeneric( 1, 50, cube, inc );
           

结果：

代码下载地址：

https://github.com/bjut-hz/High-Order-Function