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C++11常见语法

news 2025/6/30 10:08:20

lambda 表达式

可变模板参数

C++11新类的默认函数

包装器

function

bind

lambda 表达式

lambda 表达式也是可调用对象，在C语言中就有函数指针，但是函数指针比较复杂。
而在C++11之前，也有仿函数，使用仿函数，还需要再定义一个类，专门实现仿函数，所以还是比较麻烦。
而 lambda 还是比较简单的。

下面看这一段代码

class fruit
{
public:fruit(string name, int price, int evaluate):_name(name),_price(price),_evaluate(evaluate){}
bool operator<(fruit& f){return _price < f._price;}
string _name;int _price;int _evaluate;
};


void test1()
{auto lamd = [](int x, int y)->int {return x + y; };vector<fruit> fruits{ {"香蕉", 10,9}, {"苹果", 13, 8}, {"葡萄", 16, 7}, {"梨",17,4}, {"榴莲", 50, 8}};sort(fruits.begin(), fruits.end());sort(fruits.begin(), fruits.end());sort(fruits.begin(), fruits.end());
}

这里如果排序的话，那么时不可以的，如果想排序除非重载比较函数，但是比较函数也只能重载一个。

其实还可以写仿函数，而如果我们像使用多个成员变量的比较也是比较方便的，下面看一下仿函数的处理方法。

class nameLess
{
public:bool operator()(fruit& f1, fruit& f2){return f1._name < f2._name;}
};

class priceLess
{
public:bool operator()(fruit& f1, fruit& f2){return f1._price < f2._price;}
};

class evaluateLess
{
public:bool operator()(fruit& f1, fruit& f2){return f1._evaluate < f2._evaluate;}
};
void test1()
{auto lamd = [](int x, int y)->int {return x + y; };vector<fruit> fruits{ {"香蕉", 10,9}, {"苹果", 13, 8}, {"葡萄", 160, 7}, {"梨",17,4}, {"榴莲", 50, 8}};sort(fruits.begin(), fruits.end(), nameLess());sort(fruits.begin(), fruits.end(), priceLess());sort(fruits.begin(), fruits.end(), evaluateLess());
}

下面只需要把该类的对象传过去，就可以调用仿函数了，其实还可以使用 lambda 表达式，首先看一下 lambda 表达式如果写

lambda 表达式没有类型，所以可以直接写 lambda 的对象
而如果要定义的话，那么可以把类型定义为 auto
lambda 表达式里面的内容有四个主体：
1. 捕捉列表
2. 参数列表
3. 返回值
4. 函数体
```
auto lamd = [捕捉列表](参数列表)->返回值{函数体;};
```
上面就是 lambda 表达式的定义，而该对象也可以直接用作可调用对象

void test1()
{auto lamd = [](int x, int y)->int {return x + y; };vector<fruit> fruits{ {"香蕉", 10,9}, {"苹果", 13, 8}, {"葡萄", 160, 7}, {"梨",17,4}, {"榴莲", 50, 8}};
auto name_less = [](fruit& x, fruit& y)->bool {return x._name < y._name; };auto price_less = [](fruit& x, fruit& y)->bool {return x._price < y._price; };auto evaluate_less = [](fruit& x, fruit& y)->bool {return x._evaluate < y._evaluate; };
sort(fruits.begin(), fruits.end(), name_less);sort(fruits.begin(), fruits.end(), price_less);sort(fruits.begin(), fruits.end(), evaluate_less);
}

上面就是调用使用 lambda 表达式来控制 sort 排序， lambda 比仿函数还是要容易一点

下面就仔细介绍一下 lambda 表达式

首先是参数列表：

参数列表就是和正常函数一样，传参数的，所以这个参数列表和函数是一样的。
如果没有参数的话，也是可以省略的。

返回值：

返回值的声明是箭头（->）后加返回值类型
但是返回值是可以不写的，因为可以自动推导，所以返回值是可以省略的
```
auto lamd = [](){};
```

捕捉列表：

捕捉列表里面写的就是想要捕捉的值，如果不想再参数列表里面写的话，就可以写再捕捉列表里面。
捕捉列表里面可以写的值：
1. value: 也就是局部的变量都可以写
2. &value：表示以引用的方式捕捉该变量
3. =：还有=符号，表示将所有的局部变量都捕捉，不过捕捉的局部变量是不能修改的
4. &：表示将所有的局部变量都以引用的方式捕捉
5. 还可以混着写

函数体：

函数体和函数是一样的，所以这里也不多介绍了

以值方式捕捉：

int a = 10;
auto lamd = [a] {

};

以值方式捕捉的话，是不能被修改的

int a = 10;
auto lamd = [a] {a = 20;
};

上面这样写是会报错的，那么如果想要修改怎么办呢？

可以加 mutable 让值捕捉的可以被修改，但是值捕捉指数拷贝，所以修改也并不会影响原来的值

int a = 10;
auto lamd1 = [a]() mutable {a = 20;
};

但是如果要加 mutable 的时候，就不能省略参数列表了。

以引用捕捉的：

    auto lamd2 = [&a] {a = 20;};

如果是以引用捕捉的话，是可以修改的

值捕捉所有的变量：

    int b = 20;auto lamd2 = [=] {cout << a << endl;cout << b << endl;};

同样是以值捕捉的话，是不能修改的，而上面定义的变量 a 和 b 都可以被访问

引用捕捉所有的变量：

    auto lamd2 = [&] {cout << ++a << endl;cout << b++ << endl;};

以引用捕捉的话，也可以访问所有的变量，同时也可以修改

混合使用：

    auto lamd2 = [&, b] {cout << a << endl;cout << b << endl;};

这种混合使用也是可以的，但是不能是重复的，也就是继续捕捉 &b,如果是 = 的话，那么也就不能以值捕捉其他变量，同时也不能即 = 又 &。

可变模板参数

可变模板参数和可变参数列表很相似
而之前再C语言中见过的可变参数列表是 printf 和 scanf

下面看一下可变模板参数的使用：

template<class ...Args>
void func(Args ...args)
{

}

上面就是声明一个可变模板参数类型的函数
其中上面的 Args 就是函数包，再写的时候必须有 ... 三个点，而这三个点也表示模板参数的展开
Args 就是模板传过来的类型，也就是类似于 K/T/V 这种一样，只是一个名字，所有不一定叫 Args

template<class T>
void func(const T& val)
{cout << val << endl;
}

template<class T, class ...Args>
void func(const T& val, Args ...args)
{cout << val << endl;func(args...);
}

void test2()
{func(1, 2.5, string("hello world"));
}

这里写一个可以打印可变参数列表的一个函数：

首先是 func 函数里面传入了三个值，一个值传到了 T, 另外的值传到了参数包里面
func 函数打印第一个值，然后将参数包中的值递归式的调用自己没传给自己，这样就可以实现打印
但是这里需要一个截至函数，也就是只剩下一个的时候，那么就是递归结束的条件

可变模板参数的应用不过如此，还有其他的用处。

看下面这一段代码：

class Date
{
public:Date(int year, int month, int day):_year(year),_month(month),_day(day){}
void print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}
private:int _year = 1;int _month = 1;int _day = 1;
};

template<class ...Args>
Date* Create(Args ...args)
{return new Date(args...);
}

void test3()
{Date* ret = Create(2001, 10, 10);ret->print();
}

上面 test 函数调用 Create 函数， Cretare 函数是可变模板参数，所以可以传任意类型个数的值，这里传入三个整型，然后让 Create 函数调用 Date的构造函数，然后构造一个 date 对象。

实际上，还可以直接传入 date 对象

void test3()
{Date* d1 = Create(2001, 10, 10);d1->print();
Date* d2 = Create(*d1);d2->print();
}

这里将 d1 解引用后传入到 Create 函数中，由于是可变模板参数，所以可以接受任意类型个数的参数，所以这里将 d1 传入后调用Date 的拷贝构造函数，然后拷贝构造一个 d2

结果：

2001-10-10
2001-10-10

介绍完这个之后，可以看一下C++11 里面 stl 容器里面的 emplace 接口：

template <class... Args>void emplace_back (Args&&... args);

那么它就是利用了模板的可变参数，如果 args 是一个插入的对象的参数，那么就该函数就调用 new 对应的节点构造函数，或者是拷贝构造，如果直接是对象的话，那么就是拷贝构造（但是如果写了移动构造，就有可能是移动构造），如果是参数的话，那么就是构造函数

看下面代码：

void test4()
{list<pair<int, int>> lp;lp.emplace_back(10, 10);lp.emplace_back(make_pair(20, 20));
}

上面代码里面第一次调用emplace_back 是传的是参数，所以会调用构造函数，而第二个会走移动构造。

C++11新类的默认函数

有了上面的右值引用，实际上到C++11里面，多了两个默认函数。
移动构造
移动赋值

但是既然时默认函数，那么其默认时如何生成的，默认生成的又会做什么？

其实移动构造和移动赋值的默认生成行为一样！
对于移动构造来说，如果没有显示的写移动构造和移动赋值，并且还没有写拷贝构造、复制重载、析构函数，那么就会默认生成一个，默认生成的移动构造，会对内置成员变量进行浅拷贝，对于自定义类型会调用其移动构造，如果自定义类型没有移动构造，那么就会调用其拷贝构造。
对于移动赋值来说，如果没有显示的写移动构造和移动赋值，并且还没有写拷贝构造、复制重载、析构函数，那么就会默认生成一个，默认生成的移动赋值，会对内置成员变量进行浅拷贝，对于自定义类型会调用其移动赋值，如果自定义类型没有移动赋值，那么就会调用其复值重载。

上面就是C++11新类的默认函数。

再C++11之前，默认函数就有6个，但是我们常用的只有4个，再加上C++11的两个，那么就是6个默认函数。

默认构造函数：
默认拷贝构造：
默认复制重载：
默认析构函数：
默认移动构造：
默认移动赋值：

包装器

function

这里先看这个函数：

template<class F, class T>
T Fun(F f, T val)
{static int count = 0;
cout << (++count) << endl;cout << (&count) << endl;
return f(val);
}

该函数里面有一个 static 的 count 对象，如果时相同类型调用该函数的话，那么都使用的是一个 count.
但是如果是不同的类型的话，那么这里的 count 和 count 的地址都是不同的。
下面我们用三个可调用对象传给该函数，这三个对象的参数返回值都一样，只是里面的实现不同，我们能不能调用到同一个函数呢？

// 函数
double Func1(double val)
{return val / 10;
}

// 仿函数
class Func2
{
public:double operator()(double val){return val / 20;}
};

void test1()
{// lambda 表达式auto Func3 = [](double val) {return val / 30; };
cout << Fun(Func1, 15) << endl<< endl;cout << Fun(Func2(), 15) << endl << endl;cout << Fun(Func3, 15) << endl << endl;
}

这里我们分别由三个可调用对象来调用该函数：
函数指针
仿函数
lambda 表达式

结果：

这里看到这里的地址和值基本都是不一样的。
说明这三个函数都调用到了不同的函数。
那么这三个函数的参数返回值都相同为什么调用不到同一个函数呢？
因为他们的类型不相同。
那么我们想要让他们调用到同一个函数怎么办？
下面就看一下包装器，我们使用包装器，使他们的的类型都相同。

先看一下他的类型：

template <class Ret, class... Args> 
class function<Ret(Args...)>;

这里的包装器使一个模板。
他的参数好像模板的特化，而 Ret 表示的就是函数的返回值，而后面的参数包里面写的就是函数的参数。
由于不知道函数由多少个参数，所以就使用可变模板参数。

下面我们将那三个函数都包装成相同的类型：

void test2()
{auto Func3 = [](double val) {return val / 30; };
// 包装function<double(double)> fun1 = Func1;function<double(double)> fun2 = Func2();function<double(double)> fun3 = Func3;//       返回值   参数//现在这三个函数的类型相同，现在调用 Fun函数
cout << Fun(fun1, 15) << endl << endl;cout << Fun(fun2, 15) << endl << endl;cout << Fun(fun3, 15) << endl << endl;
}

结果：

1
009FE4FC
1

2
009FE4FC
0

3
009FE4FC
0

现在看到，这里的 count 的地址也一样了，并且我们对 count 加了三次。

bind

除了上面这样包装函数，那么我们还可以怎么做？

我们还可以将参数与位置绑定：

void test3()
{auto sub = [](double a, double b) {return a - b; };
function<double(double, double)> sub1 = bind(sub, placeholders::_1, placeholders::_2);cout << sub1(10, 5) << endl;
}

这里我们使用 bind 函数，bind 函数里面的第一个参数是想要绑定的函数。
后面的参数是每个调用绑定函数的时候，按顺序传给绑定的函数。
而这个 placeholder::x 这个表示给 sub1 传参时候的第几个参数，第一个参数就会 placeholders::1 的位置，同理第二个参数就会传给第二个。

下面看一下结果其实就明白了。

结果：

下面我们再换一下参数的位置：

void test3()
{auto sub = [](double a, double b) {return a - b; };
function<double(double, double)> rsub = bind(sub, placeholders::_2, placeholders::_1);cout << rsub(10, 5) << endl;
}

结果：

-5

其实 bind 不光可以绑定参数的位置，还可以绑定固定的参数：

void test4()
{auto Fun = [](int a, int b, double rate) {return (a + b) * rate;};
function<double(int, int)> fun1 = bind(Fun, placeholders::_1, placeholders::_2, 1.1);cout << fun1(10,20) << endl;
}