包装器与绑定的应用

发布时间：2025-06-24 17:05:51  作者：北方职教升学中心  阅读量：379


std::function在头文件。然后下面返回仿函数直接调用就行了。

三、

在这里插入图片描述

std::placeholders::_1、一次性的函数时非常方便。既然是匿名函数lambda的类型也是不得而知的，但是我们可以通过cout << typeid().name << endl;参考下类型

1.5 lambda类型

Lambda 表达式在 C++ 中的类型可以有两种主要形式：*未命名类型和命名类型

1.5.1 未定义类型

当 Lambda 表达式没有被赋予一个变量或者没有作为参数传递给一个模板时，它们是未命名的，也就是没有特定的类型，对象的行为是函数体和函数参数决定的。混合捕获，其实只要调用函数传值感觉差不多，这里重点是掌握用法就行了。:

  • [var]：表示值传递方式捕捉变量var
  • [=]：表示值传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this)
  • [&var]：表示引用传递捕捉变量var
  • [&]：表示引用传递捕捉所有父作用域中的变量(包括this)
  • [this]：表示值传递方式捕捉当前的this指针

捕获列表注意：

  1. 父作用域指包含lambda函数的语句块
  2. 语法上捕捉列表可由多个捕捉项组成，并以逗号分割。std::placeholders::_2等是 C++11 标准引入的占位符，用于绑定函数对象时表示参数的位置。lambda表达式
    • 1.1 lambda表达式说明
    • 1.2 可省略部分
    • 1.3 lambda使用场景(个人推荐使用第二种)
    • 1.4 比较lambda和仿函数
    • 1.5 lambda类型
      • 1.5.1 未定义类型
      • 1.5.2 定义类型
    • 1.6 捕获列表
      • 1.6.1 捕获列表说明
      • 1.6.2 什么情况下捕捉列表必须为空？
      • 1.6.3 传值捕捉
      • 1.6.4 mutable可以修改拷贝对象
      • 1.6.5 引用捕获
      • 1.6.6 传值捕捉所有对象
      • 1.6.7 传引用捕捉所有对象
      • 1.6.8 混合捕捉
    • 1.7 函数对象与lambda表达式
  4. 二、返回值类型明确情况下，也可省略，由编译器对返回类型进行推导
  5. {statement}函数体:在该函数体内，除了可以使用其参数外，还可以使用所有捕获到的变量。万能引用实现完美转发可变参数模板与emplace系列

    大家好，我是店小二。

    intmain(){inta =10,b =20;cout <<"a: "<<a <<"   "<<"b: "<<b <<endl;autoswap =[a,b]()mutable{inttmp =a;a =b;b =tmp;};swap();cout <<"a: "<<a <<"   "<<"b: "<<b <<endl;return0;}

    在这里插入图片描述

    1.6.5 引用捕获

    intmain(){inta =10,b =20;cout <<"a: "<<a <<"   "<<"b: "<<b <<endl;autoswap =[&a,&b](){inttmp =a;a =b;b =tmp;};swap();cout <<"a: "<<a <<"   "<<"b: "<<b <<endl;return0;}

    在这里插入图片描述

    1.6.6 传值捕捉所有对象

    intmain(){inta =1,b =2,c =3,d =4,e =5;// 传值捕捉所有对象autofunc1 =[=](){returna +b +c *d;};cout <<func1()<<endl;return0;}

    1.6.7 传引用捕捉所有对象

    intmain(){inta =1,b =2,c =3,d =4,e =5;autofunc =[&](){a++;b++;c++;d++;e++;};func();cout <<a <<b <<c <<d <<e <<endl;return0;}

    1.6.8 混合捕捉

    autofunc3 =[&,d,e](){a++;b++;c++;d++;e++;};func3();cout <<a <<b <<c <<d <<e <<endl;

    以上虽然有什么传值捕获、

1.2 可省略部分

在lambda函数定义中，参数列表和返回值类型都是可选部分，而捕捉列表和函数体可以为空。

在这里插入图片描述

std::bind这里绑定了 fx函数的第一个参数 s为字符串 name（即“王昭君”），并将第二个参数和第三个参数的位置分别用 _1和 _2来占位。

  • 使用场景：在现代 C++ 中，Lambda 表达式通常更受欢迎，因为它们简洁明了，且能够直接在需要时定义和使用，避免了定义额外的类或结构体。

    intmain(){//lambdaautoadd1 =[](inta,intb)->int{returna +b;};//返回值 可以省略autoadd2 =[](inta,intb){returna +b;};//没有参数，参数列表可以省略autofunc1 =[]{cout <<"hello world"<<endl;};//调用lambda匿名函数cout <<add1(1,2)<<endl;func1();return0;}

    1.3 lambda使用场景(个人推荐使用第二种)

    在这里插入图片描述

    //第一种autoComparePriceGreater =[](constGoods&gl,constGoods&gr){returngl._price >gr._price;});sort(v.begin(),v.end(),ComparePriceGreater);//第二种sort(v.begin(),v.end(),[](constGoods&gl,constGoods&gr){returngl._price >gr._price;});

    1.4 比较lambda和仿函数

    • 功能：仿函数和 Lambda 表达式都能重新定义函数调用的行为，但是 Lambda 表达式更加灵活和直观，特别是在需要定义简短、引用捕获、数值n表示n生成的可调用对象中参数的位置: _1未newCallable的第一个参数， _2为第二个参数。如果在阅读过程中有不清楚的地方或发现任何错误，欢迎随时私信交流探讨。

    块作用域：这是一个局部作用域，通常指在花括号 {}中的代码块，比如函数体或循环体。它们依次表示函数的第一个、

    以上是相关捕获列表的相关知识，以下将通过代码进行分析，深入理解使用。第二个、同时，使用std::bind函数还可以实现参数顺序调整等操作。不妨在看一个场景。

    function类模板原型

    template<classT>function;// undefindtemplate<classRet,class...Args>classfunction<Ret(Args...)>;模板参数说明：    Ret :被调用函数的返回类型    Args…：被调用函数的形参

    function不是定义可调用对象，而是包装可调用对象

    function<int(int,int)>fc1;↑      ↑      返回值类型  形参类型列表

    1.2 function使用场景(对上面的修改)

    #include<functional>template<classF,classT>T useF(F f,T x){staticintcount =0;cout <<"count:"<<++count <<endl;cout <<"count:"<<&count <<endl;returnf(x);}doublef(doublei){returni /2;}structFunctor{doubleoperator()(doubled){returnd /3;}};intmain(){// 函数名std::function<double(double)>func1 =f;cout <<useF(func1,11.11)<<endl;// 函数对象std::function<double(double)>func2 =Functor();cout <<useF(func2,11.11)<<endl;// lamber表达式std::function<double(double)>func3 =[](doubled)->double{returnd /4;};cout <<useF(func3,11.11)<<endl;return0;}

    通过以上代码，可以更好地去了解包装可调用对象，达到统一的作用。包装器与绑定的应用。

    可调用对象优缺点分析:

    • 函数指针--> 类型定义复杂
    • 仿函数对象--> 要定义一个类，用的时候有点麻烦，不适合统一类型
    • lambda--> 没有类型概念(类型对我们没有用)

    在这里插入图片描述

    1.1 function包装器

    function包装器也叫作适配器。通过上面的程序验证，这里useF函数模板实例化了三份，而且对于不同的可调用对象也有存在于自己的缺点和优点，这里就需要包装器进行统一下了。命名类型的 Lambda 表达式:std::function<int(int)> lambda = [](int x) { return x * 2; };

    在这里插入图片描述

    lambda原理类似范围for。

    在这里插入图片描述

    V可变参数模板与emplace系列

    C++语法相关知识点可以通过点击以下链接进行学习一起加油！
    命名空间缺省参数与函数重载C++相关特性类和对象-上篇类和对象-中篇
    类和对象-下篇日期类C/C++内存管理模板初阶String使用
    String模拟实现Vector使用及其模拟实现List使用及其模拟实现容器适配器Stack与QueuePriority Queue与仿函数
    模板进阶-模板特化面向对象三大特性-继承机制面向对象三大特性-多态机制STL 树形结构容器二叉搜索树
    AVL树红黑树红黑树封装map/set哈希-开篇闭散列-模拟实现哈希
    哈希桶-模拟实现哈希哈希表封装 unordered_map 和 unordered_setC++11 新特性：序章右值引用、

    在这里插入图片描述

    以上就是本篇文章的所有内容，在此感谢大家的观看！这里是店小二呀C++笔记，希望对你在学习C++语言旅途中有所帮助！

    包装器
    • 1.1 function包装器
    • 1.2 function使用场景(对上面的修改)
  • 三、

    在这里插入图片描述

    1.6 捕获列表

    1.6.1 捕获列表说明

    捕捉列表描述了上下文中那些数据可以被lambda使用，以及使用的方式传值还是传引用。以此类推。

    // 原型如下：template<classFn,class...Args>/* unspecified */bind(Fn&&fn,Args&&...args);// with return type (2)template<classRet,classFn,class...Args>/* unspecified */bind(Fn&&fn,Args&&...args);

    可以将bind函数看作一个通用的函数适配器，它接受一个可调用对象，生成一个新的可调用对象来"适应"原对象的参数列表

    调用bind的一般形式:auto newCallable ==bind(callable,arg_list)；

    参数部分:

    1. newCallable本身是一个可调用对象
    2. arg_list是一个逗号分隔的参数列表，对应给定的callable的参数

    当我们调用newCallable时，neweCallable会调用callable，并传给它arg_list中的参数。

    在这里插入图片描述

    主要是看红色框起来的地方跟左边代码对比，其实逻辑是大致相同，如果遇到操作符进行对应的运算，左边是通过switch分支语句实现，右边则是通过map的kv模型，将对于运算符(这里是字符)和包装器联系在一起，而包装器是对可调用对象进行包装，保证了不同的操作符对应不同仿函数的逻辑。

    intmain(){inta =10,b =20;cout <<"a: "<<a <<"   "<<"b: "<<b <<endl;autoswap =[a,b](){inttmp =a;a =b;b =tmp;};swap();cout <<"a: "<<a <<"   "<<"b: "<<b <<endl;return0;}

    在这里插入图片描述

    1.6.4 mutable可以修改拷贝对象

    mutable可以修改传值捕捉对象(日常一般不需要)，因为这里捕获a，b对象是对外面域a，b对象的拷贝，虽然修改也不改变外面的a b。比如：[=, &a, &b]：以引用传递的方式捕捉变量a和b，值传递方式捕捉其他所有变量[&，a, this]：值传递方式捕捉变量a和this，引用方式捕捉其他变量

  • 捕捉列表不允许变量重复传递，否则就会导致编译错误。使用该修饰符时，参数列表不可省略(即使参数为空) (这个一般可以省略)
  • ->returntype返回值类型:用追踪返回类型形式声明函数的返回值类型，没有返回值时此部分可省略。

    在这里插入图片描述

    实际在底层编译器对于lambda表达式的处理方式，完全就是按照函数对象的方式处理的，即：如果定义了一个lambda表达式，编译器会自动生成一个类，在该类中重载了operator()

    二、

    std::placeholders::_1和 _2指定了新函数对象 f的参数传递到原函数 fx的对应位置，分别表示第二个和第三个参数位置。这意味着生成的 f是一个新的可调用对象，它接受两个参数，分别用于 fx的第二个参数 x和第三个参数 y。第三个参数，以此类推。

    1.7 函数对象与lambda表达式

    函数对象又称为仿函数，即可以想函数一样使用的对象，就是在类中重载了operator()运算符的类对象。如果lambda函数捕捉了这些变量，并在块外部被调用，这会导致未定义行为，因为那些变量已经销毁了。lambda编译时，编译器会生成对应仿函数的名称，对此lambda本质还是仿函数。

    3.2 placeholders

    在这里插入图片描述

    arg_list中的参数可能包含形如_n的名字，其中n是一个整数，这些参数是"占位符"，表示newCallable的参数的"位置"。bind绑定

    3.1 bind概念

    std::bind函数定义在头文件中，是一个函数模板，它就像一个函数包装器(适配器)，接受一个可调用对象（callable object），生成一个新的可调用对象来“适应”原对象的参数列表。仿函数对象、

    • 上述代码就是使用C++11中lambda表达式来解决，可以看出lambda表达式实际是一个匿名函数。原因是：

    • 捕捉的变量作用域有限：在块作用域结束后，块作用域内的局部变量将不再存在。
    • 捕捉列表为空：意味着lambda函数不依赖于块作用域中的任何局部变量，这样lambda函数就可以在块作用域结束后安全地使用。

      一般而言，我们用它可以把一个原本接收N个参数的函数fn，通过绑定一些参数，返回一个接收M个（M可以大于N，但这么做没什么意义）参数的新函数。

    • lambda表达式之间不能相互赋值，即使看起来类型相同

    1.6.2 什么情况下捕捉列表必须为空？

    如果一个lambda函数被定义在某个块作用域内，而它试图在这个块作用域外部（即在这个块结束后）使用，这时这个lambda函数的捕捉列表必须为空。移动语义、包装器

    //可调用对象  -- 使用了模板template<classF,classT>T useF(F f,T x){staticintcount =0;cout <<"count:"<<++count <<endl;cout <<"count:"<<&count <<endl;returnf(x);};doublef(doublei){returni /2;}structFunctor{doubleoperator()(doubled){returnd /3;}};intmain(){//函数名cout <<useF(f,11.11)<<endl;//函数对象(这里是匿名对象)cout <<useF(Functor(),11.11)<<endl;//lambda表达式（利用模板）cout <<useF([](doubled)->double{returnd /4;},11.11)<<endl;return0;}

    通过模板根据不同的类型可以调用不同的可调用对象，比如函数指针、lambda表达式

    在C++98中，如果想要对一个数据集合中的元素进行排序，可以使用std::sort方法 。C++中的function本质是一个类模板，也是一个包装器。

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    文章目录

    • 一、

      因此C++11中最简单的lambda函数为：[]{}表示lambda函数不能做任何事情

      lambda表达式实际上可以理解为无名函数，该函数无法直接被调用，如果想要直接调用，可借助auto将其赋值给一个变量。将可调用函数跟数值联系起来并且存储在map类中。

      1.6.3 传值捕捉

      第一种:捕获a，b对象给lambda，但是不可以修改捕获对象，因为这里捕获a，b对象是对外面域a，b对象的拷贝，临时对象具有常性。bind绑定

      • 3.1 bind概念
      • 3.2 placeholders

    一、

    classRate{public:Rate(doublerate):_rate(rate){}doubleoperator()(doublemoney,intyear){returnmoney *_rate *year;}private:double_rate;};intmain(){// 函数对象doublerate =0.49;Rate r1(rate);r1(10000,2);// lamberautor2 =[=](doublemonty,intyear)->double{returnmonty *rate *year;};r2(10000,2);return0;}

    从使用方式上来看，函数对象与lambda表达式完全一样，函数对象将rate作为其成员变量，在定义对象时给出初始值即可，lambda表达式通过捕获列表可以直接将该变量捕获到。

  • 在块作用域中的lambda函数仅能捕捉父作用域中局部变量，捕捉任何非此作用域或者非局部变量都会导致编译报错。

    structGoods{string _name;double_price;int_evaluate;Goods(constchar*str,doubleprice,intevaluate):_name(str),_price(price),_evaluate(evaluate){}};structComparePriceLess{booloperator()(constGoods&gl,constGoods&gr){returngl._price <gr._price;}};structComparePriceGreater{booloperator()(constGoods&gl,constGoods&gr){returngl._price >gr._price;}};intmain(){vector<Goods>v ={{"苹果",2.1,5},{"香蕉",3,4},{"橙子",2.2,3},{"菠萝",1.5,4}};sort(v.begin(),v.end(),ComparePriceLess());sort(v.begin(),v.end(),ComparePriceGreater());}

    随着C++语法的发展，上面的写法过于复杂，每次为了实现一个algorithm算法，都要重新去写一个类，如果每次比较的逻辑不一样，还要去实现多个类，特别是相同类的命名，这些都给编程者带来了极大的不便。未命名类型的 Lambda 表达式：auto lambda = [](int x){return x * 2;};

    在这里插入图片描述

    1.5.2 定义类型

    当 Lambda 表达式被赋予一个变量或者被用作模板参数时，它们可以有一个具体的类型。

  • 语法：Lambda 表达式的语法更为紧凑，使得代码更易于阅读和维护，而仿函数则更适合于需要长期保存状态或多次调用的情况。在这篇文章中，我们将深入探讨C++11的新特性——Lambda表达式、lambda，如此繁多的选择也可能会导致模板效率低下。因此，在C++11语法中出现了Lambda表达式 (本质也是匿名对象调用仿函数)

    1.1 lambda表达式说明

    lambda表达式书写格式：[capture-list] (parameters) mutable -> return-type { statement }

    lambda表达式各部分说明：