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C/C++ 谓词 lambda表达式

article 2024/11/16 2:56:57

文章目录

前言
1. 引例
2. 谓词的含义
- 2.1 谓词运用
总结

前言

最近看lambda相关知识点，发现这个概念比较难以理解，看了几遍。可能是第一次正式接触STL的原因，对标准库的泛型编程理解不够深刻。
这篇博客就写一下lambda的相关。

1. 引例

在介绍谓词之前我们先来看下面的几个例子。

我们使用标准库的sort函数，这个是默认为从小到大排序，是使用<。
但是这个小于并非适用所有类型。因为它们可能没有明确定义的大小关系。

比如指针，两个指针分别指向两个数组。

int arr1[] = {1, 2, 3};
int arr2[] = {4, 5, 6};
int* p1 = arr1;
int* p2 = arr2;

// 这个比较没有定义
if (p1 < p2) {
    // ...
}

再比如迭代器，两个迭代器分别指向两个vector容器。

std::vector<int> vec1 = {1, 2, 3};
std::vector<int> vec2 = {4, 5, 6};
auto iter1 = vec1.begin();
auto iter2 = vec2.begin();

// 这个比较也没有定义
if (iter1 < iter2) {
    // ...
}

针对这种情况，我们一般考虑函数重载，来做到自定义类型的比较。

比如下面这个例子，一个类对象之间进行比较，这个＜就并不适用了。
我们想比较同一个类两个对象之间的value值大小，必须得自定义“小于”

class MyClass {
public:
    int value;

    // 重载 < 运算符
    bool operator<(const MyClass& other) const {
        return value < other.value;
    }
};

MyClass obj1{1};
MyClass obj2{2};

if (obj1 < obj2) {
    // ...
}

在这个例子中，我采用了重载的方式自定义了“小于”，从而实现了类对象之间的value值比较。

在STL中，我们使用谓词，来达到这个目的。

2. 谓词的含义

谓词函数是一个返回布尔值的函数，通常用于作为算法的参数，用来定义元素的排序、筛选等行为。
在C++中，谓词函数可以是函数指针、函数对象（functor）、Lambda 表达式等。

2.1 谓词运用

现在我们打算比较两个单词长度，定义如下函数：

bool isShorter(const string &s1, const string &s2) {
    return s1.size() < s2.size();
}

isShorter 就是一个谓词函数。

这个函数有两个参数，都是 const string & 类型的引用。这里使用引用是为了避免在函数调用时进行不必要的拷贝，提高效率。参数名为 s1 和 s2，分别表示两个待比较的字符串。

函数体内部只有一行代码，即 return s1.size() < s2.size();这行代码的作用是比较 s1 和 s2 的长度（使用 size() 函数），如果 s1 的长度小于 s2 的长度，则返回 true，否则返回 false。

我们现在使用如下语句对单词进行排序

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
bool isShorter(const string &s1, const string &s2) {
    return s1.size() < s2.size();
}
int main()
{
	vector<string> word={"edwinwzy","nice"};
	sort(word.begin(),word.end(),isShorter);
	for(auto &i:word){
		cout<<i<<" ";
	}
}

谓词函数在排序时，被用来判断两个元素的大小关系。在我的例子中，sort 函数调用时，会根据 isShorter 的比较结果来确定字符串的顺序。如果 isShorter(s1, s2) 返回 true，那么 s1 会被认为比 s2 “小”（或者说“短”），它们的相对顺序将被交换，从而实现按字符串长度升序排序的效果。

上面这个例子中，word.begin和word.end分别作为isShorter的s1,s2参数传入。这种支持两个函数传参的情况称为二元谓词，如果是一个参数，那就是一元谓词。

这个情况有点像本来不支持使用<号的操作，我现在重载了这个运算符，只不过用可调用函数的方式进行改写，再传到STL中去。