C++ 函数指针和匿名函数lambda

文章介绍了C++中如何使用函数指针,包括使用auto简化类型声明,typedef定义函数指针类型,以及使用lambda表达式作为可传递的匿名函数。示例展示了如何在函数中传递函数指针,以及如何在forEach类型的函数中使用lambda进行操作。

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函数指针

使用auto

如果不关心函数指针具体类型的话,可以用auto,将函数直接赋值给一个变量chen。
在调用的时候直接使用变量名调用即可,例如:

void HelloWorld()
{
    std::cout << "Hello World!" << std::endl;
}

int main()
{
    auto chen = HelloWorld;

    chen();
    chen();
}

函数指针具体类型

上述函数指针的完整写法如下,chen是变量名

void(*chen)() = HelloWorld;

也可以使用typedef定义一个函数指针的类型,然后定义该类型变量,并用函数赋值

void HelloWorld(int a)
{
    std::cout << "Hello World! Value: " << a << std::endl;
}

int main()
{
    // auto function = HelloWorld;

    // void(*chen)(int) = HelloWorld;

    typedef void(*aaa)(int);
    aaa chen = HelloWorld; 
    chen(8);
    chen(5);
}

使用样例

当我们需要对一些变量,以一定的规则处理时,可以定义一个函数同时接收变量和包含规则或操作的函数:

void PrintValue(int value)
{
    std::cout << "Value: " << value << std::endl;
}

void ForEach(const std::vector<int> values, void(*func)(int))
{
    for(int value: values)
        func(value);
}

int main()
{
    std::vector<int> values = {1, 2, 3, 4, 5};
    ForEach(values, PrintValue);
}

当然,在调用时,PrintValue这个函数可以使用匿名函数lambda直接实现并传入。

lambda

lambda函数存在是为了让函数可以像一个变量一样传入。

#include <functional>

void ForEach(const std::vector<int> values, const std::function<void(int)>& func)
{
    for(int value: values)
        func(value);
}

int main()
{
    std::vector<int> values = {1, 2, 3, 4, 5};
    int a = 1;
    ForEach(values, [&](int value){ std::cout << "Value: " << value + a<< std::endl; });
}

[]代表不捕获
[&]代表捕获并使用引用
[=]代表捕获并拷贝
另外[]中可以指定具体捕获的变量名
如[&a]

### C++ Lambda 表达式概述 Lambda 表达式是 C++11 引入的一种匿名函数机制,能够简化代码编写过程。其基本结构由捕获列表、参数列表函数体三部分组成[^3]。 #### 捕获列表 用于指定哪些局部变量可以在 lambda 函数体内访问。常见的形式有: - `[]`:不捕获任何外部变量。 - `[=]`:按值捕获所有外部变量。 - `[&]`:按引用捕获所有外部变量。 - `[this]`:捕获当前对象的 this 指针。 - `[a, &b]`:显式地按值捕获 a 按引用捕获 b。 #### 参数列表 类似于常规函数的形参声明方式,可以为空也可以包含多个参数。 #### 函数体 执行的具体逻辑语句集合。 下面是一个简单的例子来展示如何创建并调用一个 lambda 表达式: ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main() { auto add = [](int x, int y) -> int { return x + y; }; // 定义了一个加法操作的lambda表达式 cout << "Sum of 5 and 7 is: " << add(5, 7) << endl; return 0; } ``` 当涉及到更复杂的场景时,比如需要处理容器内的数据,则可以通过标准库算法配合 lambda 来实现高效的操作。例如使用 `std::for_each` 遍历向量中的元素并输出它们[^2]。 ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> int main(){ vector<int> nums{1, 2, 3, 4, 5}; // 使用lambda表达式打印vector中的每一个整数 for_each(nums.begin(), nums.end(), [](const int& num){ cout << num << ' '; }); cout << "\n"; return 0; } ``` 此外,在某些情况下可能还需要让 lambda 访问所在作用域之外定义的一些特定变量。这时就可以利用前面提到过的捕获功能了。这里给出另一个实例说明这一点。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; void print_with_offset(int offset) { // 创建一个带有offset偏移量的lambda表达式,并通过引用的方式获取外部变量i auto printer = [&offset](int value){ cout << (value + offset) << '\n'; }; for(int i = 0 ; i != 5 ; ++i ) printer(i); } int main(){ print_with_offset(-1); return 0; } ``` 上述代码展示了不同类型的 lambda 应用案例,包括但不限于简单运算、迭代器遍历以及带状态变化的情况下的应用。
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