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本文是C++0x系列的第四篇，主要是內(nèi)容是C++0x中新增的lambda表達(dá)式, function對象和bind機(jī)制。之所以把這三塊放在一起講，是因?yàn)檫@三塊之間有著非常密切的關(guān)系，通過對比學(xué)習(xí)，加深對這部分內(nèi)容的理解。在開始之間，首先要講一個概念，closure（閉包），這個概念是理解lambda的基礎(chǔ)。下面我們來看看wikipedia上對于計算機(jī)領(lǐng)域的closure的定義： A closure (also lexical closure, function closure or function value) is a function together with a referencing environment for the non-local variables of that function. 上面的大義是說，closure是一個函數(shù)和它所引用的非本地變量的上下文環(huán)境的集合。從定義我們可以得知，closure可以訪問在它定義范圍之外的變量，也即上面提到的non-local vriables，這就大大增加了它的功力。關(guān)于closure的最重要的應(yīng)用就是回調(diào)函數(shù)，這也是為什么這里把function, bind和lambda放在一起講的主要原因，它們?nèi)咴谑褂没卣{(diào)函數(shù)的過程中各顯神通。下面就為大家一步步接開這三者的神秘面紗。 1. function我們知道，在C++中，可調(diào)用實(shí)體主要包括函數(shù)，函數(shù)指針，函數(shù)引用，可以隱式轉(zhuǎn)換為函數(shù)指定的對象，或者實(shí)現(xiàn)了opetator()的對象（即C++98中的functor)。C++0x中，新增加了一個std::function對象，std::function對象是對C++中現(xiàn)有的可調(diào)用實(shí)體的一種類型安全的包裹（我們知道像函數(shù)指針這類可調(diào)用實(shí)體，是類型不安全的）。我們來看幾個關(guān)于function對象的例子： std::function< size_t (const char*) > print_func; /// normal function -> std::function object size_t CPrint(const char*) { ... } print_func = CPrint; print_func("hello world"): /// functor -> std::function object class CxxPrint { public: size_t operator()(const char*) { ... } }; CxxPrint p; print_func = p; print_func("hello world"); 在上面的例子中，我們把一個普通的函數(shù)和一個functor賦值給了一個std::function對象，然后我們通過該對象來調(diào)用。其它的C++中的可調(diào)用實(shí)體都可以像上面一樣來使用。通過std::function的包裹，我們可以像傳遞普通的對象一樣來傳遞可調(diào)用實(shí)體，這樣就很好解決了類型安全的問題。了解了std::function的基本用法，下面我們來看一些使用過程中的注意事項(xiàng)：
bind是這樣一種機(jī)制，它可以預(yù)先把指定可調(diào)用實(shí)體的某些參數(shù)綁定到已有的變量，產(chǎn)生一個新的可調(diào)用實(shí)體，這種機(jī)制在回調(diào)函數(shù)的使用過程中也頗為有用。C++98中，有兩個函數(shù)bind1st和bind2nd，它們分別可以用來綁定functor的第一個和第二個參數(shù)，它們都是只可以綁定一個參數(shù)。各種限制，使得bind1st和bind2nd的可用性大大降低。C++0x中，提供了std::bind，它綁定的參數(shù)的個數(shù)不受限制，綁定的具體哪些參數(shù)也不受限制，由用戶指定，這個bind才是真正意義上的綁定，有了它，bind1st和bind2nd就沒啥用武之地了，因此C++0x中不推薦使用bind1st和bind2nd了，都是deprecated了。下面我們通過例子，來看看bind的用法： int Func(int x, int y); auto bf1 = std::bind(Func, 10, std::placeholders::_1); bf1(20); ///< same as Func(10, 20) class A { public: int Func(int x, int y); }; A a; auto bf2 = std::bind(&A::Func, a, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2); bf2(10, 20); ///< same as a.Func(10, 20) std::function< int(int)> bf3 = std::bind(&A::Func, a, std::placeholders::_1, 100); bf3(10); ///< same as a.Func(10, 100) 上面的例子中，bf1是把一個兩個參數(shù)普通函數(shù)的第一個參數(shù)綁定為10，生成了一個新的一個參數(shù)的可調(diào)用實(shí)體體; bf2是把一個類成員函數(shù)綁定了類對象，生成了一個像普通函數(shù)一樣的新的可調(diào)用實(shí)體; bf3是把類成員函數(shù)綁定了類對象和第二個參數(shù)，生成了一個新的std::function對象?？炊松厦娴睦?，下面我們來說說使用bind需要注意的一些事項(xiàng)：
講完了function和bind, 下面我們來看lambda。有python基礎(chǔ)的朋友，相信對于lambda不會陌生?？吹竭@里的朋友，請再回憶一下前面講的closure的概念，lambda就是用來實(shí)現(xiàn)closure的東東。它的最大用途也是在回調(diào)函數(shù)，它和前面講的function和bind有著千絲萬縷的關(guān)系。下面我們先通過例子來看看lambda的廬山真面目： vector< int> vec; /// 1. simple lambda auto it = std::find_if(vec.begin(), vec.end(), [](int i) { return i > 50; }); class A { public: bool operator(int i) const { return i > 50; } }; auto it = std::find_if(vec.begin(), vec.end(), A()); /// 2. lambda return syntax std::function< int(int)> square = [](int i) -> int { return i * i; } /// 3. lambda expr: capture of local variable { int min_val = 10; int max_val = 1000; auto it = std::find_if(vec.begin(), vec.end(), [=](int i) { return i > min_val && i < max_val; }); auto it = std::find_if(vec.begin(), vec.end(), [&](int i) { return i > min_val && i < max_val; }); auto it = std::find_if(vec.begin(), vec.end(), [=, &max_value](int i) { return i > min_val && i < max_val; }); } /// 4. lambda expr: capture of class member class A { public: void DoSomething(); private: std::vector<int> m_vec; int m_min_val; int m_max_va; }; /// 4.1 capture member by this void A::DoSomething() { auto it = std::find_if(m_vec.begin(), m_vec.end(), [this](int i){ return i > m_min_val && i < m_max_val; }); } /// 4.2 capture member by default pass-by-value void A::DoSomething() { auto it = std::find_if(m_vec.begin(), m_vec.end(), [=](int i){ return i > m_min_val && i < m_max_val; }); } /// 4.3 capture member by default pass-by-reference void A::DoSomething() { auto it = std::find_if(m_vec.begin(), m_vec.end(), [&](int i){ return i > m_min_val && i < m_max_val; }); } 上面的例子基本覆蓋到了lambda表達(dá)的基本用法。我們一個個來分析每個例子（標(biāo)號與上面代碼注釋中1，2，3，4一致）：
分析完了上面的例子，我們來總結(jié)一下關(guān)于lambda表達(dá)式使用時的一些注意事項(xiàng)：
通過上面的介紹，我們基本了解了function, bind和lambda的用法，把三者結(jié)合起來，C++將會變得非常強(qiáng)大，有點(diǎn)函數(shù)式編程的味道了。最后，這里再補(bǔ)充一點(diǎn)，對于用bind來生成function和用lambda表達(dá)式來生成function, 通常情況下兩種都是ok的，但是在參數(shù)多的時候,bind要傳入很多的std::placeholders，而且看著沒有l(wèi)ambda表達(dá)式直觀，所以通常建議優(yōu)先考慮使用lambda表達(dá)式。 |
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