這篇文章給大家分享的是有關(guān)基于C++如何優(yōu)化Lambda表達(dá)式的程序的內(nèi)容。小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，一起跟隨小編過來看看吧。

什么是Lambda？

C++ 11加入了一個(gè)非常重要的特性——Lambda表達(dá)式。營(yíng)里（戴維營(yíng)）的兄弟都對(duì)Objective-C很熟悉，許多人多block情有獨(dú)鐘，將各種回調(diào)函數(shù)、代理通通都用它來實(shí)現(xiàn)。甚至有人選擇用FBKVOController、BlocksKit等開源框架將KVO、控件事件處理都改為通過block解決。原因就是簡(jiǎn)單、方便、直觀，函數(shù)的定義和使用出現(xiàn)在同一個(gè)地方。這里的Lambda表達(dá)式實(shí)際上和block非常類似，當(dāng)然如果你用它和Swift語言的閉包比較，那就是一回事了。

這是一個(gè)關(guān)于C\C++程序員的一個(gè)小故事，關(guān)于C++11——?jiǎng)倓偼ㄟ^的新標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)小故事…

請(qǐng)不要誤會(huì)，題目中所提及的“優(yōu)化”并不是提升程序的性能——Lambda表達(dá)式干不了這個(gè)。從本質(zhì)上來說，它只是一種“語法糖”而已。不使用這種表達(dá)式，我們照樣可以寫出滿足需求的程序。正如放棄C而使用匯編，或者放棄匯編而使用機(jī)器語言一樣，你能控制的范圍就在那里，不增不減。但如果有得選擇，我相信大部分人會(huì)選擇匯編而非機(jī)器語言，選擇C而非匯編，甚至選擇C++而非C語言……。如果你確實(shí)是這樣選擇的，那么我有理由相信，你會(huì)選擇C++新標(biāo)準(zhǔn)中的Lambda表達(dá)式，因?yàn)樗_實(shí)能夠簡(jiǎn)化你的程序，讓你寫起程序來更容易；讓你的程序更易讀，更優(yōu)美；同時(shí)也讓你有更多向同行炫耀的資本。

從一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用說起

讓我們還是看一個(gè)例子吧。

無論是C語言的使用者，還是C++的用戶，如果你從事PC程序的算法開發(fā)，我有96.57%的把握認(rèn)為你可能使用過C++標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)STL（其中的string，vector之類）。畢竟，STL的抽象不錯(cuò)，不用白不用，是不是。STL中有一大類是算法，這些算法的抽象同樣不錯(cuò)，我們就拿排序算法（sort）來說事吧。

假設(shè)現(xiàn)在有一個(gè)結(jié)構(gòu)稱為Student，其中包含了ID與name兩項(xiàng)——分別表示學(xué)號(hào)與姓名。在某個(gè)應(yīng)用中，用戶希望對(duì)一個(gè)Student的數(shù)組按照ID的從大到小排序，那么程序可能寫成如下的形式（本文中的所有程序均在Visual Studio 2010下編譯通過）：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
struct Student {
unsigned ID;
string name;
Student(unsigned i, string n) : ID(i), name(n){}
};
struct compareID {
bool operator ()(const Student& val1, const Student& val2)  const {
return val1.ID < val2.ID;
}
};
int main(int argc, char* argv[]) {
Student a[] = {Student(2, “John”), Student(0, “Tom”), Student(1, “Lily”)};
sort(a, a+3, compareID());
for(int i=0; i<3; ++i)
cout<
程序用sort進(jìn)行排序，之后用一個(gè)for循環(huán)輸出結(jié)果。而之所以能完成這個(gè)排序，則是由于仿函數(shù)compardID的存在。
現(xiàn)在假設(shè)用戶的需求變了（或者是另一個(gè)需求），需要你按照學(xué)生的姓名進(jìn)行排序，那么你需要重新寫一個(gè)仿函數(shù)如下：
struct compareName {
bool operator ()(const Student& val1, const Student& val2) const {
return val1.name < val2.name;
}
};
然后將sort的調(diào)用修改為：
sort(a, a+3, compareName());
問題出現(xiàn)了，你意識(shí)到了嗎？你只是想表達(dá)一個(gè)很簡(jiǎn)單的排序方式，確不得不引入很多的代碼行來建相應(yīng)的仿函數(shù)。如果這個(gè)函數(shù)在很多地方都會(huì)用到，那么建立它的價(jià)值還相對(duì)較大。如果只是用在一個(gè)地方，你也不得不中段你流暢是思路，一邊罵娘一邊寫出這么多行代碼。另一方面，程序的讀者在讀到相應(yīng)部分的時(shí)候，也不得不中段他流暢的思路，在工程的某個(gè)地方苦苦求索——compareName或者compareID是怎么干的呢？
是的，是的，作為一個(gè)C++老鳥，你會(huì)說，這樣寫代碼太不專業(yè)了。完全可以有不建立仿函數(shù)的寫法，比如以ID排序時(shí)，完全可以通過引入boost庫(kù)中的bind來實(shí)現(xiàn)，比如這樣：
sort(a, a+3, bind(less(), bind(&Student::ID, _1), bind(&Student::ID, _2)));
如果你能寫出或是讀懂這段代碼，我承認(rèn)你的C++水平確實(shí)說得過去（如果讀不懂，沒關(guān)系，它不是本文的重點(diǎn)）。但這段代碼真的好嗎？確實(shí)，這樣可以省略了仿函數(shù)。但問題是代碼的復(fù)雜性大大增加了——即使如此簡(jiǎn)單的一個(gè)需求，bind表達(dá)式也要復(fù)雜如斯，更復(fù)雜一點(diǎn)的需求要寫成何等復(fù)雜的形式啊，這對(duì)于bind本身，寫程序的人，讀程序的人都是一種折磨——你hold住嗎？
如果用Lambda表達(dá)式呢，唔，這個(gè)sort語句可以這么寫：
sort(a, a+3, [](const Student& val1, const Student& val2){ return val1.ID < val2.ID; });
那個(gè)看上去有點(diǎn)奇怪的，sort的第三個(gè)函數(shù)就是一個(gè)Lambda表達(dá)式了。如果我們除去開頭的“[]”不看，后面的部分很像一個(gè)函數(shù)——你可以很容易地看出這個(gè)函數(shù)是干什么的：給定兩個(gè)Student元素，比較兩個(gè)元素的ID值，并返回比較結(jié)果——這玩意兒比上面那個(gè)bind結(jié)果容易閱讀多了。
事實(shí)上，利用Lambda表達(dá)式，上述程序可以修改為如下的樣子（只列出了main函數(shù)）：
int main(int argc, char* argv[]) {
Student a[] = {Student(2, “John”), Student(0, “Tom”), Student(1, “Lily”)};
sort(a, a+3, [](const Student& val1, const Student& val2){ return val1.ID < val2.ID; });
for_each(a, a+3, [](const Student& val){cout<
其中的for_each句用于輸出——其中的Lambda表達(dá)式意味著：對(duì)于每一個(gè)val，輸出其ID與Name值——這樣我們連for循環(huán)也省了。
Lambda表達(dá)式的引入就是為了更方便地書寫程序，更容易地閱讀程序。如同STL一樣，有什么理由不去用呢？
Lambda表達(dá)式的基本語法
有了感性的認(rèn)識(shí)后，我們來分析一下Lambda表達(dá)式的語法。
我這里無意把C++標(biāo)準(zhǔn)草案中Lambda表達(dá)式的有關(guān)章節(jié)翻譯過來（我也不佩這么做）。只是在這里希望以最通俗的方式將它的語法講解一二。從結(jié)構(gòu)上說，Lambda表達(dá)式可以寫成如下的形式：
Lambda-introducer lambda-declarator(opt) compound-statement
其中的Lambda-introducer就是剛剛的那個(gè)“[]”它是不能省略的。中括號(hào)中也可能出現(xiàn)變量。表示將局部變量傳入到Lambda表達(dá)式中。lambda-declaratoropt是可選擇的，包括了表達(dá)式的參數(shù)列表，返回值信息， mutable聲明（以及一些其它信息，這里不做討論）。而最后的compound-statement則是表達(dá)式的主要內(nèi)容。
還是看一個(gè)例子吧：
int n = 10;
[n](int k) mutable -> int { return k + n; };
程序的第二行是一個(gè)lambda表達(dá)式，lambda里能出現(xiàn)的東西幾乎全了（當(dāng)然，正如我在前文說的，有一些其它信息這里不做討論，所以沒有加入其中）。讓我們對(duì)里面的東西一一分析：
l[n]是Lambda-introducer，而n是一個(gè)變量，表明該表達(dá)式作用域中的變量n將被傳入這個(gè)表達(dá)式。以本程序?yàn)槔?，傳入的值?0。Lambda-introducer可以指定變量以值的方式傳入，也可以用其它的形式指定其以引用的方式傳入。其變型大家就baidu一下吧J
l(int k)表示了參數(shù)列表，屬于lambda-declarator的一部分。你可以把表達(dá)式看成一個(gè)仿函數(shù)（如上文的）。這里指定了仿函數(shù)的參數(shù)列表。如果函數(shù)的參數(shù)列表為空，這一部分可以省略。
lmutable表示仿函數(shù)中的變量能否改變。以前文中compareID這個(gè)仿函數(shù)為例，注意到其中的operator ()是const的。如果lambda表達(dá)式中引入了這個(gè)mutable，則對(duì)應(yīng)的仿函數(shù)中operator()的定義將不包含這個(gè)const——這意味著仿函數(shù)中的變量值（Lambda-introducer傳入）可以改變。討論operator() const與operator()的區(qū)別已經(jīng)超出了本文的范圍，想了解的話，看看C++相關(guān)教程吧
l-> int 表示返回類型（這里是int）。如果編譯器能從代碼中推斷出返回類型，或者Lambda表達(dá)式的返回類型為void，則該項(xiàng)可省略；
l{ return k+n; }是compound-statement：函數(shù)體。
通過分析可以看出，這個(gè)Lambda表達(dá)式相當(dāng)于一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)讀入一個(gè)int值k，將該值加上n返回。根據(jù)上述說明，這個(gè)表達(dá)式可以簡(jiǎn)寫為：
[n](int k){ return k + n; };
Lambda表達(dá)式可以存儲(chǔ)在std::function 或 std:: reference_closure類型的變量中。其中的T表示了表達(dá)式對(duì)應(yīng)函數(shù)的類型。以上述表達(dá)式為例，它輸入?yún)?shù)為int型變量，輸出為int，那么為了保存它，可以寫成如下的形式：
function g = [n](int k){ return k + n; };
另一個(gè)例子，前文所使用的Lambda表達(dá)式:
[](const Student& val1, const Student& val2){ return val1.ID < val2.ID; }
可以存儲(chǔ)于function這個(gè)類型的變量中。
如果你嫌這么寫麻煩，也可以利用C++新標(biāo)準(zhǔn)中另一個(gè)新特性：類型推導(dǎo)。即用auto作為變量的類型，讓編譯器自己推導(dǎo)表達(dá)式的類型：
auto g = [n](int k){ return k + n; };
沒問題，這樣寫g還是一個(gè)強(qiáng)類型的變量，只不過其類型是由編譯器推導(dǎo)的，好處是你不用寫太長(zhǎng)的變量類型了J
Lambda表達(dá)式進(jìn)階
作為結(jié)尾，我們來看一些C++ Lambda表達(dá)式進(jìn)階的用法。
Lambda表達(dá)式被引入主要是用于函數(shù)式編程。有了Lambda表達(dá)式，我們也可以做一些函數(shù)式編程的東西。比如將一個(gè)函數(shù)作為返回值的應(yīng)用：
auto g = [](int n) -> function {
return [n](int k){ cout<
它是一個(gè)Lambda表達(dá)式，輸入一個(gè)整型變量n，返回一個(gè)函數(shù)（lambda表達(dá)式），這個(gè)函數(shù)接收一個(gè)int值k，并打印出k+n。g的使用方法如下：
int a[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
function f = g(2);
for_each(a, a+10, f);
它將輸出：3 4 5 6 7 8 9 10 11 2
有一點(diǎn)函數(shù)式編程的味道了
至于其它的東西，比如如下的表達(dá)式：
[](){}();
是一個(gè)有效的調(diào)用。其中“[](){}”表示一個(gè)Lambda表達(dá)式，其輸入?yún)?shù)為空，返回void，什么都不干。而最后的()表示調(diào)用其求值——雖然什么都不干，但編譯能通過。
感謝各位的閱讀！關(guān)于“基于C++如何優(yōu)化Lambda表達(dá)式的程序”這篇文章就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，讓大家可以學(xué)到更多知識(shí)，如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！
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