lambda及参数绑定

一、介绍

  对于STL中的算法，我们都可以传递任何类别的可调用对象。对于一个对象或一个表达式，如果可以对其使用调用运算符，则称它为可调用的。即，如果e是一个可调用的表达式，则我们可以编写代码e(args)，其中args是一个逗号分隔的一个或多个参数的列表。

  一般来说，有四种可调用对象：函数，函数指针，重载了函数调用运算符的类，以及lambda表达式。

二、lambda表达式

1. 概述

  一个lambda表达式表示一个可调用的代码单元。我们可以将其理解为一个未命名的内联函数。与任何函数类似，一个lambda具有一个返回类型、一个参数列表和一个函数体。但与函数不同，lambda可能定义在函数内部。

  一个lambda的通用表达式为：

    [capture list] (parameter list) -> return type { function body }

  举个简单的例子：

auto f = [] { return 42; };
cout << f() << endl; //打印42

注意，忽略括号和参数列表相当于指定了空的参数列表。如果函数体为一条return语句，lambda将根据代码推断返回类型，否则类型为void。

2. 传递参数

  如函数一样，lambda表达式也可以传递参数，但是不同的是，其不能有默认参数。一个lambda调用的实参数目永远要和形参数目相等。

  举个例子：

auto f = [](const string &lhs, const string &rhs)
    { return a.size() < b.size(); };

3. 使用捕获列表

  所谓捕获列表，则是中括号中的参数，表示使用其所在函数中的任何局部变量。捕获的方式有三种：值捕获，引用捕获和隐式捕获。

/*
 * 采用值捕获的前提是，变量可以拷贝，
 * 被捕获的变量是在创建时拷贝，而非在调用是拷贝。
 */
void fcn1() {
    size_t v1 = 42;
    auto f = [v1] { return v1; };
    v1 = 0;
    cout << f() << endl; //打印42
}

/*
 * 若想要改变捕获列表中的值，
 * 可以采用引用捕获，
 * 引用捕获保存的是引用。
 */
void fcn2() {
    size_t v1 = 42;
    auto f = [&v1] { return v1; };
    v1 = 0;
    cout << f() << endl; //打印0
}

/*
 * 隐式捕获可以让编译器根据lambda体中的代码来推断我们要使用哪些变量；
 * 在捕获列表中。
 * &表示采用引用捕获方式，
 * =则表示采用值捕获方式。
 */
 void biggies(vector<string> &words,
    vector<string>::size_type sz,
    ostream &os = cout,
    char c = ' ')
{
    //采用引用捕获
    for_each(words.begin(), words.end(),
        [&](const string &s) { os << s << c; });
    //os显示捕获，采用引用捕获方式；其他(c)为值捕获
    for_each(words.begin(), words.end(),
        [=, &os](const string &s) { os << s << c; });
}

4. 指定返回类型

  如前面所提到，如果一个lambda体包含return之外的任何语句，则编译器假定此lambda返回void。

//错误示范：编译器推断为void，实际为int
auto f = [](int i) { if(i < 0) return -i; else return i; };

//可以修改为如下
auto f = [](int i) -> int { if(i < 0) return -i; else return i; };

三、参数绑定

  所谓的参数绑定，其实使用bind函数实现的，其定义在functional中。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。

  一般的表示形式为：

    auto newCallable = bind(callable, arg_list);

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

  arg_list中的参数可能包含如_n的名字，其定义在名叫placeholders的命名空间中，而这个命名空间本身定义在std命名空间中。_n为占位符。

  举个简单的例子：

bool check_size(const string &os, string::size_type sz) {
    return s.size() > sz;
}
auto check6 = bind(check_size, _1, 6);
stirng s = "hello";
bool b1 = check6(s);

  为了与不支持拷贝的参数绑定，bind经常和ref一起用，ref也定义在头文件functional中，作用是返回一个引用对象。

ostream &print(ostream &os, const string &s, char c) {
    return os << s << c;
}
//错误示范
for_each(words.begin(), words.end(), bind(print, os, _1, ' '));
//正确示范
for_each(words.begin(), words.end(), bind(print, ref(os), _1, ' '));