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本篇內(nèi)容介紹了“C++11中的可變參數(shù)模板和lambda表達(dá)式怎么使用”的有關(guān)知識,在實際案例的操作過程中,不少人都會遇到這樣的困境,接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧!希望大家仔細(xì)閱讀,能夠?qū)W有所成!
C++11的新特性可變參數(shù)模板能夠讓我們創(chuàng)建可以接受可變參數(shù)的函數(shù)模板和類模板,相比C++98和C++03,類模板和函數(shù)模板中只能含固定數(shù)量的模板參數(shù),可變參數(shù)模板無疑是一個巨大的改進(jìn)??墒强勺儏?shù)模板比較抽象,因此這里只會寫出夠我們使用的部分。
下面是一個基本可變參數(shù)的函數(shù)模板
// Args是一個模板參數(shù)包,args是一個函數(shù)形參參數(shù)包 // 聲明一個參數(shù)包Args...args,這個參數(shù)包中可以包含0到任意個模板參數(shù)。 template <class ...Args> void ShowList(Args... args) {}
上面的參數(shù)args前面有省略號,所以它就是一個可變模版參數(shù),我們把帶省略號的參數(shù)稱為“參數(shù)
包”,它里面包含了0到N(N>=0)個模版參數(shù)。我們無法直接獲取參數(shù)包args中的每個參數(shù)的,只能通過展開參數(shù)包的方式來獲取參數(shù)包中的每個參數(shù),這是使用可變模版參數(shù)的一個主要特點(diǎn),也是最大的難點(diǎn),即如何展開可變模版參數(shù)。
//遞歸終止函數(shù) template <class T> void showList(const T& t) { cout << y << endl; } //展開函數(shù) template<class T,class ...Args> void showList(T value, Args... args) { cout << value << " "; showList(args...); } int main() { showList(1); showList(1,'A'); showList(1,'A',std::string("sort")); return 0; }
代碼分析:
①showList(1): 如果只有一個參數(shù),那會直接調(diào)用第一個showList函數(shù)。
②showList(1,'A'): 匹配到第二個showList函數(shù)后,先將1打印出來。然后通過遞歸,看看args里面有多少個參數(shù),如果只有一個,比如這里的'A',那么就會去調(diào)用第一個showList函數(shù)。
③showList(1,'A',"sort"): 匹配到第二個showList函數(shù)后,先將1打印出來。然后通過遞歸,看看args里面有多少個參數(shù),這里有兩個,那么繼續(xù)調(diào)用第二個showList函數(shù),此時的value變成了'A',依次類推。
這種展開參數(shù)包的方式,不需要通過遞歸終止函數(shù),是直接在expand函數(shù)體中展開的, printarg不是一個遞歸終止函數(shù),只是一個處理參數(shù)包中每一個參數(shù)的函數(shù)。這種就地展開參數(shù)包的方式實現(xiàn)的關(guān)鍵是逗號表達(dá)式。我們知道逗號表達(dá)式會按順序執(zhí)行逗號前面的表達(dá)式。
expand函數(shù)中的逗號表達(dá)式:(printarg(args), 0),也是按照這個執(zhí)行順序,先執(zhí)行printarg(args),再得到逗號表達(dá)式的結(jié)果0。同時還用到了C++11的另外一個特性——初始化列表,通過初始化列表來初始化一個變長數(shù)組, {(printarg(args), 0)...}將會展開成((printarg(arg1),0),(printarg(arg2),0), (printarg(arg3),0), etc... ),最終會創(chuàng)建一個元素值都為0的數(shù)組int arr[sizeof...(Args)]。由于是逗號表達(dá)式,在創(chuàng)建數(shù)組的過程中會先執(zhí)行逗號表達(dá)式前面的部分printarg(args)打印出參數(shù),也就是說在構(gòu)造int數(shù)組的過程中就將參數(shù)包展開了,這個數(shù)組的目的純粹是為了在數(shù)組構(gòu)造的過程展開參數(shù)包。
template <class T> void PrintArg(T t) { cout << t << " "; } //展開函數(shù) template <class ...Args> void ShowList(Args... args) { int arr[] = { (PrintArg(args), 0)... }; cout << endl; } int main() { ShowList(1); ShowList(1, 'A'); ShowList(1, 'A', std::string("sort")); return 0; }
STL容器中的empalce相關(guān)接口函數(shù):
template <class... Args> void emplace_back (Args&&... args)
首先我們看到的emplace系列的接口,支持模板的可變參數(shù),并且萬能引用。那么相對insert和
emplace系列接口的優(yōu)勢到底在哪里呢
int main() { std::list< std::pair<int, char> > mylist; // emplace_back支持可變參數(shù),拿到構(gòu)建pair對象的參數(shù)后自己去創(chuàng)建對象 // 那么在這里我們可以看到除了用法上,和push_back沒什么太大的區(qū)別 mylist.emplace_back(10, 'a'); mylist.emplace_back(20, 'b'); mylist.emplace_back(make_pair(30, 'c')); mylist.push_back(make_pair(40, 'd')); mylist.push_back({ 50, 'e' }); for (auto e : mylist) cout << e.first << ":" << e.second << endl; return 0; }
在C++98中,如果想要對一個數(shù)據(jù)集合中的元素進(jìn)行排序,可以使用std::sort方法
int main() { int array[] = { 4,1,8,5,3,7,0,9,2,6 }; // 默認(rèn)按照小于比較,排出來結(jié)果是升序 std::sort(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0])); // 如果需要降序,需要改變元素的比較規(guī)則 std::sort(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]), greater<int>()); return 0; }
如果待排序元素為自定義類型,還需要我們定義排序時的比較規(guī)則。隨著C++語法的發(fā)展,人們開始覺得這種寫法太復(fù)雜了,每次為了實現(xiàn)一個algorithm算法,都要重新去寫一個類,如果每次比較的邏輯不一樣,還要去實現(xiàn)多個類,特別是相同類的命名,這些都給編程者帶來了極大的不便。因此,在C++11語法中出現(xiàn)了Lambda表達(dá)式。
//自定義類型 struct Goods { string _name; // 名字 double _price; // 價格 int _evaluate; // 評價 Goods(const char* str, double price, int evaluate) :_name(str) , _price(price) , _evaluate(evaluate) {} }; int main() { vector<Goods> v = { { "蘋果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2, 3 }, { "菠蘿", 1.5, 4 } }; //比較價格 sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) { return g1._price < g2._price; }); sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) { return g1._price > g2._price; }); //比較評價 sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) { return g1._evaluate < g2._evaluate; }); sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) { return g1._evaluate > g2._evaluate; }); return 0; }
上述代碼就是使用C++11中的lambda表達(dá)式來解決,可以看出lambda表達(dá)式實際是一個匿名函數(shù)。
ambda表達(dá)式書寫格式:[capture-list] (parameters) mutable -> return-type { statement}
lambda表達(dá)式各部分說明:
[capture-list] : 捕捉列表,該列表總是出現(xiàn)在lambda函數(shù)的開始位置,編譯器根據(jù)[]來判斷接下來的代碼是否為lambda函數(shù),捕捉列表能夠捕捉上下文中的變量供lambda函數(shù)使用。
(parameters):參數(shù)列表。與普通函數(shù)的參數(shù)列表一致,如果不需要參數(shù)傳遞,則可以連同()一起省略
mutable:默認(rèn)情況下,lambda函數(shù)總是一個const函數(shù),mutable可以取消其常量性。使用該修飾符時,參數(shù)列表不可省略(即使參數(shù)為空)。
->returntype:返回值類型。用追蹤返回類型形式聲明函數(shù)的返回值類型,沒有返回值時此部分可省略。返回值類型明確情況下,也可省略,由編譯器對返回類型進(jìn)行推導(dǎo)。
{statement}:函數(shù)體。在該函數(shù)體內(nèi),除了可以使用其參數(shù)外,還可以使用所有捕獲到的變量。
注意:
在lambda函數(shù)定義中,參數(shù)列表和返回值類型都是可選部分,而捕捉列表和函數(shù)體可以為空。因此C++11中最簡單的lambda函數(shù)為:[]{}; 該lambda函數(shù)不能做任何事情。
int main() { // 最簡單的lambda表達(dá)式, 該lambda表達(dá)式?jīng)]有任何意義 [] {}; // 省略參數(shù)列表和返回值類型,返回值類型由編譯器推導(dǎo)為int int a = 3, b = 4; [=] {return a + 3; }; // 省略了返回值類型,無返回值類型 auto fun1 = [&](int c) {b = a + c; }; fun1(10) cout << a << " " << b << endl; // 各部分都很完善的lambda函數(shù) auto fun2 = [=, &b](int c)->int {return b += a + c; }; cout << fun2(10) << endl; // 復(fù)制捕捉x int x = 10; auto add_x = [x](int a) mutable { x *= 2; return a + x; }; cout << add_x(10) << endl; return 0; }
通過上述例子可以看出,lambda表達(dá)式實際上可以理解為無名函數(shù),該函數(shù)無法直接調(diào)用,如果想要直接調(diào)用,可借助auto將其賦值給一個變量。
捕獲列表說明:
捉列表描述了上下文中那些數(shù)據(jù)可以被lambda使用,以及使用的方式傳值還是傳引用。
[var]:表示值傳遞方式捕捉變量var
[=]:表示值傳遞方式捕獲所有父作用域中的變量(包括this)
[&var]:表示引用傳遞捕捉變量var
[&]:表示引用傳遞捕捉所有父作用域中的變量(包括this)
[this]:表示值傳遞方式捕捉當(dāng)前的this指針
注意:
a. 父作用域指包含lambda函數(shù)的語句塊
b. 語法上捕捉列表可由多個捕捉項組成,并以逗號分割。比如:[=, &a, &b]:以引用傳遞的方式捕捉變量a和b,值傳遞方式捕捉其他所有變量[&,a, this]:值傳遞方式捕捉變量a和this,引用方式捕捉其他變量
c. 捕捉列表不允許變量重復(fù)傳遞,否則就會導(dǎo)致編譯錯誤。比如:[=, a]:=已經(jīng)以值傳遞方式捕捉了所有變量,捕捉a重復(fù)
d. 在塊作用域以外的lambda函數(shù)捕捉列表必須為空。
e. 在塊作用域中的lambda函數(shù)僅能捕捉父作用域中局部變量,捕捉任何非此作用域或者非局部變量都會導(dǎo)致編譯報錯。
f. lambda表達(dá)式之間不能相互賦值,即使看起來類型相同
“C++11中的可變參數(shù)模板和lambda表達(dá)式怎么使用”的內(nèi)容就介紹到這里了,感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識可以關(guān)注億速云網(wǎng)站,小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實用文章!
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