C++ 匿名函数与函数对象在模版编程中的扩展- 技术经验 -卓越飞翔博客

c++ 匿名函数与函数对象在模版编程中的扩展

C++ 匿名函数与函数对象在模版编程中的扩展

简介

在 C++ 中，匿名函数和函数对象是实现模版编程中灵活且强大的工具。匿名函数允许在运行时创建函数，而函数对象提供面向对象的方式来表示可调用的操作。当与模版结合使用时，它们可以创建高度灵活且可重用的代码。

匿名函数

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匿名函数使用 [] 语法在运行时创建。它们可以捕获其作用域内的局部变量，并按值或引用传递参数。

auto f = [x, &y] (int a) { return x + y + a; };

函数对象

函数对象是实现运算符重载的类，允许以面向对象的方式调用函数。

struct Sum {
  int operator() (int a, int b) { return a + b; }
};

模版编程中的扩展

匿名函数和函数对象可以扩展模版编程，使其更加灵活和可扩展。以下是几个示例：

可变参数模版： 使用匿名函数处理不定数量的参数。

template <typename T>
void printArgs(const T& first, ...) {
va_list args;
va_start(args, first);
auto print = [&] (auto arg) { cout << arg << " "; };
callArgs(args, print);
va_end(args);
}

函数柯里化： 将一个多参数函数转换为一系列单参数函数。

template <typename F, typename... Args>
auto curry(F&& f, Args&&... args) {
return [=](auto&&... rest) {
  return std::forward<F>(f)(std::forward<Args>(args)..., 
                              std::forward<decltype(rest)>(rest)...);
};
}

函数重组 (functor composition)： 使用函数对象组合实现复杂的转换。

struct MultiplyBy2 {
int operator() (int x) { return x * 2; }
};

struct Square {
int operator() (int x) { return x * x; }
};

int applyTransformations(int x) {
return Square()(MultiplyBy2()(x));
}

实战案例：自定义排序

考虑以下排序函数：

bool compare(int a, int b) { return a < b; }

我们可以使用函数对象实现具有比较器灵活性（自定义排序）的新排序函数：

template <typename Compare>
void customSort(vector<int>& v, const Compare& cmp) {
  for (int i = 0; i < v.size(); i++) {
    for (int j = i+1; j < v.size(); j++) {
      if (cmp(v[i], v[j])) {
        swap(v[i], v[j]);
      }
    }
  }
}

我们可以传递不同的函数对象来执行不同的排序顺序，例如递减排序：

struct GreaterThan {
  bool operator() (int a, int b) { return a > b; }
};

customSort(v, GreaterThan());

结论

匿名函数和函数对象为 C++ 模版编程提供了强大的工具，使开发人员能够创建灵活、可扩展和可重用的代码。通过了解它们各自的优点和潜在应用，可以极大地提高模版代码的质量和能力。

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