c/c++ 匿名函数

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C++匿名函数

匿名函数,又称lambda表达式,是一种在程序中定义、传递和执行函数的灵活方式。通过匿名函数,我们可以不用为函数命名而直接在需要的地方定义和使用函数,极大地提高了代码的简洁性和灵活性。匿名函数(英文名:lambda)就是没有名字的函数。
最简单的匿名函数是[](){},它没有参数也没有返回值。
在匿名函数中,[]里面用来捕获函数外部的变量,而()里面就是匿名函数的参数{}里面就是函数的执行代码

一、结构

[外部变量捕获列表] (参数列表) mutable throw() -> 返回类型 {函数体}

与普通函数的区别
  • 1、新增了【捕获列表】
  • 2、省略了函数名
  • 3、返回值使用->的形式表达
捕获列表

作用:传递匿名函数的外部数据

原因:lambda 表达式内部函数体在默认情况下不能够使用函数体外部的变量

参数:

1、捕获全部外部变量
  • []:默认不捕获任何变量;
  • [=]:默认以值捕获所有变量;
  • [&]:默认以引用捕获所有变量;
2、捕获部分外部变量
  • [x]:仅以值捕获x,其它变量不捕获;
  • [&x]:仅以引用捕获x,其它变量不捕获;
  • [=, &x]:默认以值捕获所有变量,但是x是例外,通过引用捕获;
  • [&, x]:默认以引用捕获所有变量,但是x是例外,通过值捕获;
3、捕获当前对象
  • [this]:通过引用捕获当前对象(其实是复制指针);
  • [*this]:通过传值方式捕获当前对象;
[var ] 表示以值传递方式捕捉变量var
[ =  ] 表示值传递捕捉所有父作用域变量
[&var] 表示以引用传递方式捕捉变量var
[ &  ] 表示引用传递捕捉所有父作用域变量
[this] 表示值传递方式捕捉当前的this指针
还有一些组合:
[=,&a] 表示以引用传递方式捕捉a,值传递方式捕捉其他变量

注意: 捕捉列表不允许变量重复传递, 如:[=,a]、[&,&this],会引起编译时期的错误

4、注意

最好避免使用默认捕获全部变量的方式

因为:有可能会引发悬挂引用的问题

<什么是悬挂引用>

举个例子,如果一个外部变量是一个函数的参数,lambda通过引用捕获并在函数结束后返回该lambda表达式,那么lambda内部引用的函数参数会失效,因为函数执行结束后函数参数被销毁,而lambda仍然在引用这个已经不存在的变量

  • 参数列表 类似于函数的参数列表

  • mutable 默认情况下,Lambda 表达式是 const 属性。加上 mutable 可以移除 const 属性。

  • throw throw() 表示 Lambda 里面可能会抛出异常,可以使用 noexcept 表示不会抛出任何异常。

  • 返回类型 可以省略的情况:仅包含一个返回语句 编译器自动从返回表达式的类型推导返回类型,无返回语句 返回void。

二、作用

简化代码:不需要额外定义一个函数,可以直接在需要的地方编写函数逻辑。 便于使用局部变量:可以捕获外围作用域中的变量,便于在小范围内处理数据而无需传递复杂的参数列表。 增强代码可读性和维护性:减少了代码的冗余,特别是在回调函数或条件判断中,能使代码更加直观。 支持函数式编程:Lambda 表达式使得 C++ 支持了更多函数式编程的特性,如高阶函数。 三、应用场景 STL 算法:使用 lambda 表达式进行自定义操作。如使用 std::sort, std::find_if, std::transform 等算法时,可以直接传入 lambda 表达式作为参数。

std::vector<int> v = {1, 3, 2, 5, 4};
std::sort(v.begin(), v.end(), [](int a, int b) { return a < b; });

作为回调函数:在需要回调函数的场景,比如线程启动、定时器处理函数等,使用 lambda 表达式可以直接在参数中定义函数行为。

std::thread t([]() {
    std::cout << "Thread running." << std::endl;
});
t.join();

替代函数对象(functors):在以往的 C++ 标准中,通常需要定义一个结构体或类来实现重载 operator() 的函数对象。现在,可以直接使用 lambda 表达式替代。

std::map<std::string, int> m;
// 使用 lambda 表达式插入数据
std::for_each(m.begin(), m.end(), [](const std::pair<std::string, int> &p) {
    std::cout << p.first << ": " << p.second << std::endl;
});

延迟计算:可以把 lambda 表达式存储起来,只在需要的时候执行,这种技术在延迟执行或者懒惰评估中非常有用。

总结 匿名函数作为一种简洁而强大的编程手段,可以在各种场景下灵活应用。通过本篇博客的介绍,我们了解了匿名函数的定义方式、应用场景,以及优势所在。希望本篇博客能够帮助读者更好地理解匿名函数,并在实际编程中发挥其作用,提高代码的可读性和效率。

C语言匿名函数

在C语言中,并没有直接支持匿名函数的特性。C语言是一种过程式编程语言,它的函数必须有一个名称,并且在使用之前需要进行声明或定义。 然而,在C语言中,你可以通过函数指针和回调函数来实现类似匿名函数的功能。函数指针允许你将函数作为参数传递给其他函数,这在某种程度上类似于匿名函数的使用。

以下是一个使用函数指针和回调函数的示例,展示了如何在C语言中实现类似匿名函数的功能:

#include <stdio.h>

// 定义一个函数指针类型
typedef int (*Operation)(int, int);

// 加法函数
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

// 减法函数
int subtract(int a, int b) {
    return a - b;
}

// 计算函数,接受一个操作函数作为参数
int calculate(int a, int b, Operation op) {
    return op(a, b);
}

int main() {
    int result;

    // 使用加法函数作为回调函数
    result = calculate(10, 5, add);
    printf("加法结果: %d\n", result);

    // 使用减法函数作为回调函数
    result = calculate(10, 5, subtract);
    printf("减法结果: %d\n", result);

    return 0;
}

在这个示例中,Operation 是一个函数指针类型,它定义了一个接受两个整数参数并返回一个整数的函数。calculate 函数接受两个整数和一个 Operation 类型的函数指针作为参数,并调用传入的函数指针来执行相应的操作。

通过这种方式,你可以在运行时动态地传递不同的函数作为回调函数,从而实现类似匿名函数的效果。