Для чего нужны лямбда выражения
Среди новшеств, которые были привнесены в язык Java с выходом JDK 8, особняком стоят лямбда-выражения. Лямбда представляет набор инструкций, которые можно выделить в отдельную переменную и затем многократно вызвать в различных местах программы.
Основу лямбда-выражения составляет лямбда-оператор , который представляет стрелку -> . Этот оператор разделяет лямбда-выражение на две части: левая часть содержит список параметров выражения, а правая собственно представляет тело лямбда-выражения, где выполняются все действия.
Лямбда-выражение не выполняется само по себе, а образует реализацию метода, определенного в функциональном интерфейсе . При этом важно, что функциональный интерфейс должен содержать только один единственный метод без реализации.
В роли функционального интерфейса выступает интерфейс Operationable , в котором определен один метод без реализации - метод calculate . Данный метод принимает два параметра - целых числа, и возвращает некоторое целое число.
По факту лямбда-выражения являются в некотором роде сокращенной формой внутренних анонимных классов, которые ранее применялись в Java. В частности, предыдущий пример мы можем переписать следующим образом:
Чтобы объявить и использовать лямбда-выражение, основная программа разбивается на ряд этапов:
Определение ссылки на функциональный интерфейс:
Причем параметры лямбда-выражения соответствуют параметрам единственного метода интерфейса Operationable, а результат соответствует возвращаемому результату метода интерфейса. При этом нам не надо использовать ключевое слово return для возврата результата из лямбда-выражения.
Так, в методе интерфейса оба параметра представляют тип int , значит, в теле лямбда-выражения мы можем применить к ним сложение. Результат сложения также представляет тип int , объект которого возвращается методом интерфейса.
Использование лямбда-выражения в виде вызова метода интерфейса:
Так как в лямбда-выражении определена операция сложения параметров, результатом метода будет сумма чисел 10 и 20.
При этом для одного функционального интерфейса мы можем определить множество лямбда-выражений. Например:
Отложенное выполнение
Одним из ключевых моментов в использовании лямбд является отложенное выполнение (deferred execution). То есть мы определяем в одном месте программы лямбда-выражение и затем можем его вызывать при необходимости неопределенное количество раз в различных частях программы. Отложенное выполнение может потребоваться, к примеру, в следующих случаях:
Выполнение кода отдельном потоке
Выполнение одного и того же кода несколько раз
Выполнение кода в результате какого-то события
Выполнение кода только в том случае, когда он действительно необходим и если он необходим
Передача параметров в лямбда-выражение
Параметры лямбда-выражения должны соответствовать по типу параметрам метода из функционального интерфейса. При написании самого лямбда-выражения тип параметров писать необязательно, хотя в принципе это можно сделать, например:
Если метод не принимает никаких параметров, то пишутся пустые скобки, например:
Если метод принимает только один параметр, то скобки можно опустить:
Терминальные лямбда-выражения
Выше мы рассмотрели лямбда-выражения, которые возвращают определенное значение. Но также могут быть и терминальные лямбды, которые не возвращают никакого значения. Например:
Лямбды и локальные переменные
Лямбда-выражение может использовать переменные, которые объявлены во вне в более общей области видимости - на уровне класса или метода, в котором лямбда-выражение определено. Однако в зависимости от того, как и где определены переменные, могут различаться способы их использования в лямбдах. Рассмотрим первый пример - использования переменных уровня класса:
Переменные x и y объявлены на уровне класса, и в лямбда-выражении мы их можем получить и даже изменить. Так, в данном случае после выполнения выражения изменяется значение переменной x.
Теперь рассмотрим другой пример - локальные переменные на уровне метода:
Локальные переменные уровня метода мы также можем использовать в лямбдах, но изменять их значение нельзя. Если мы попробуем это сделать, то среда разработки (Netbeans) может нам высветить ошибку и то, что такую переменную надо пометить с помощью ключевого слова final , то есть сделать константой: final int n=70; . Однако это необязательно.
Более того, мы не сможем изменить значение переменной, которая используется в лямбда-выражении, вне этого выражения. То есть даже если такая переменная не объявлена как константа, по сути она является константой.
Блоки кода в лямбда-выражениях
Существуют два типа лямбда-выражений: однострочное выражение и блок кода. Примеры однострочных выражений демонстрировались выше. Блочные выражения обрамляются фигурными скобками. В блочных лямбда-выражениях можно использовать внутренние вложенные блоки, циклы, конструкции if, switch, создавать переменные и т.д. Если блочное лямбда-выражение должно возвращать значение, то явным образом применяется оператор return :
Обобщенный функциональный интерфейс
Функциональный интерфейс может быть обобщенным, однако в лямбда-выражении использование обобщений не допускается. В этом случае нам надо типизировать объект интерфейса определенным типом, который потом будет применяться в лямбда-выражении. Например:
Таким образом, при объявлении лямбда-выражения ему уже известно, какой тип параметры будут представлять и какой тип они будут возвращать.
В C++ 11 и более поздних версиях лямбда-выражение, часто называемое лямбда– — это удобный способ определения объекта анонимной функции ( замыкания) непосредственно в расположении, где оно вызывается или передается в качестве аргумента функции. Обычно лямбда-выражения используются для инкапсуляции нескольких строк кода, передаваемых алгоритмам или асинхронным методам. В этой статье приводится определение лямбда-выражений, их сравнение с другими методами программирования, описание их преимуществ и простой пример.
См. также
Структура лямбда-выражения
В стандарте ISO C++ демонстрируется простое лямбда-выражение, передаваемое функции std::sort() в качестве третьего аргумента:
На следующем рисунке показана структура лямбда-выражения:
предложение Capture (также известное как оператор лямбда-выражения в спецификации C++).
список параметров Используемых. (Также называется лямбда-объявлением)
изменяемая спецификация Используемых.
Спецификация Exception Используемых.
замыкающий-возвращаемый тип Используемых.
Предложение фиксации
Лямбда-выражение может добавлять новые переменные в тексте (в C++ 14), а также получать доступ к переменным из окружающей области или записывать их. Лямбда-выражение начинается с предложения Capture (лямбда- знаком в стандартном синтаксисе), который указывает, какие переменные захватываются и является ли захват значением или ссылкой. Доступ к переменным с префиксом с амперсандом ( & ) осуществляется по ссылке, а к переменным без префикса — по значению.
Пустое предложение фиксации ( [ ] ) показывает, что тело лямбда-выражения не осуществляет доступ к переменным во внешней области видимости.
Можно использовать режим записи по умолчанию (захват по умолчанию в стандартном синтаксисе), чтобы указать, как записывать все внешние переменные, на которые имеются ссылки в лямбда-выражении: означает, что [&] все переменные, на которые вы ссылаетесь, записываются по ссылке, а [=] значит, они записываются по значению. Можно сначала использовать режим фиксации по умолчанию, а затем применить для определенных переменных другой режим. Например, если тело лямбда-выражения осуществляет доступ к внешней переменной total по ссылке, а к внешней переменной factor по значению, следующие предложения фиксации эквивалентны:
При использовании записи по умолчанию фиксируются только переменные, указанные в лямбда-выражении.
Если предложение Capture включает запись по умолчанию & , то identifier в capture предложении записи нет возможности использовать форму & identifier . Аналогично, если предложение Capture включает запись-Default = , то ни одно capture из этого предложения записи не может иметь форму = identifier . Идентификатор или this не может использоваться в предложении Capture более одного раза. В следующем фрагменте кода приводится несколько примеров.
Захват, за которым следует многоточие, — это расширение пакета, как показано в следующем примере шаблона Variadic :
Чтобы использовать лямбда-выражения в теле метода класса, передайте this указатель в предложение Capture, чтобы предоставить доступ к методам и членам данных включающего класса.
Visual Studio 2017 версии 15,3 и более поздних версий (доступно с /std: c++ 17): this указатель может быть захвачен значением путем указания *this в предложении Capture. Захват по значению означает, что весь замыкание, которое является объектом анонимной функции, енкапулатес лямбда-выражение, копируется в каждый сайт вызова, где вызывается лямбда. Захват по значению полезен, когда лямбда-выражение будет выполняться в параллельных или асинхронных операциях, особенно на определенных аппаратных архитектурах, таких как NUMA.
Пример, демонстрирующий использование лямбда-выражений с методами класса, см. в разделе "пример: использование лямбда-выражения в методе" в примерах лямбда-выражений.
При использовании предложения фиксации рекомендуется помнить об этих важных аспектах, особенно при использовании лямбда-выражений с многопоточностью:
Фиксацию ссылок можно использовать для изменения переменных снаружи, тогда как фиксацию значений нельзя. ( mutable позволяет изменять копии, но не оригиналы.)
Фиксация ссылок отражает изменение переменных снаружи, тогда как фиксация значений — нет.
Фиксация ссылки вводит зависимость от времени существования, тогда как фиксация значения не обладает зависимостями от времени существования. Это особенно важно в случае асинхронного использования лямбда-выражений. Если в асинхронном лямбда-выражении по ссылке фиксируется локальная переменная, вполне вероятно, что к моменту его вызова она станет недоступной, что вызовет исключение нарушения прав доступа во время выполнения.
Обобщенная фиксация (C++14)
В C++14 вы можете объявлять и инициализировать новые переменные в предложении фиксации. Для этого не требуется, чтобы эти переменные существовали во внешней области видимости лямбда-функции. Инициализация может быть выражена в качестве любого произвольного выражения. Тип новой переменной определяется типом, который создается выражением. Одно из преимуществ этой возможности заключается в том, что в C++14 таким образом можно фиксировать переменные из окружающей области видимости, доступные только для перемещения (например std::unique_ptr), и использовать их в лямбда-выражении.
Список параметров
В дополнение к возможности фиксации переменных, лямбда-выражения могут принимать входные параметры. Список параметров (лямбда-декларатор в стандартном синтаксисе) является необязательным и в большинстве аспектов напоминает список параметров для функции.
В C++ 14, если тип параметра является универсальным, можно использовать auto ключевое слово в качестве спецификатора типа. Это отдает компилятору команду создать оператор вызова функции в качестве шаблона. Каждый экземпляр auto в списке параметров эквивалентен отдельному параметру типа.
Лямбда-выражение может принимать другое лямбда-выражение в качестве своего аргумента. Дополнительные сведения см. в разделе "лямбда-выражения более высокого порядка" статьи Примеры лямбда-выражений.
Поскольку список параметров является необязательным, можно опустить пустые скобки, если аргументы не передаются в лямбда-выражение, а лямбда-декларатор не содержит спецификацию Exception, завершающего-Return-Type или mutable .
Отключаемая спецификация
Как правило, оператор вызова функции лямбда-выражения является константой по значению, но использование mutable ключевого слова отменяет это. Он не создает изменяемые элементы данных. Отключаемая спецификация позволяет телу лямбда-выражения изменять переменные, захваченные по значению. В некоторых примерах, приведенных далее в этой статье, показано, как использовать mutable .
Спецификация исключений
Можно использовать noexcept спецификацию исключения, чтобы указать, что лямбда-выражение не создает исключений. Как и в случае с обычными функциями, компилятор Microsoft C++ создает предупреждение C4297 , если лямбда-выражение объявляет noexcept спецификацию исключения, а тело лямбда-выражения создает исключение, как показано ниже:
Дополнительные сведения см. в разделе спецификации исключений (throw).
Тип возвращаемых данных
Возвращаемый тип лямбда-выражения выводится автоматически. Не обязательно использовать auto ключевое слово, если не указан завершающий возвращаемый тип. Замыкающий возвращаемый тип напоминает часть возвращаемого типа в обычном методе или функции. Однако возвращаемый тип должен следовать за списком параметров -> . перед возвращаемым типом необходимо включить ключевое слово замыкающего возвращаемого типа.
Можно опустить часть возвращаемого типа лямбда-выражения, если тело лямбда-выражения содержит только один оператор return или лямбда-выражение не возвращает значение. Если тело лямбда-выражения содержит один оператор return, компилятор выводит тип возвращаемого значения из типа возвращаемого выражения. В противном случае компилятор выводит возвращаемый тип в значение void . Рассмотрим следующие примеры кода, иллюстрирующие этот принцип.
Лямбда-выражение может создавать другое лямбда-выражение в качестве своего возвращаемого значения. Дополнительные сведения см. в разделе "лямбда-выражения более высокого порядка" в примерах лямбда-выражений.
Тело лямбда-выражения
Тело лямбда-выражения (составной оператор в стандартном синтаксисе) в лямбда-выражении может содержать все, что может содержать тело обычного метода или функции. Тело обычной функции и лямбда-выражения может осуществлять доступ к следующим типам переменных:
Фиксированные переменные из внешней области видимости (см. выше).
Локально объявленные переменные
Члены данных класса, объявленные внутри класса и this захваченные
Любая переменная, которая имеет статическую длительность хранения (например, глобальная переменная)
В следующем примере содержится лямбда-выражение, которое явно фиксирует переменную n по значению и неявно фиксирует переменную m по ссылке.
Поскольку переменная n фиксируется по значению, ее значение после вызова лямбда-выражения остается равным 0 . mutable Спецификацию можно n изменить в лямбда-выражении.
Несмотря на то что лямбда-выражение может фиксировать только переменные с автоматической длительностью хранения, в теле лямбда-выражения можно использовать переменные, которые имеют статическую длительность хранения. В следующем примере функция generate и лямбда-выражение используются для присвоения значения каждому элементу объекта vector . Лямбда-выражение изменяет статическую переменную для получения значения следующего элемента.
Дополнительные сведения см. в разделе Generate.
В следующем примере кода используется функция из предыдущего примера и добавляется пример лямбда-выражения, использующего алгоритм стандартной библиотеки C++ generate_n . Это лямбда-выражение назначает элемент объекта vector сумме предыдущих двух элементов. mutable Ключевое слово используется, чтобы тело лямбда-выражения может изменить свои копии внешних переменных x и y , которое захватывает лямбда-выражение по значению. Поскольку лямбда-выражение захватывает исходные переменные x и y по значению, их значения остаются равными 1 после выполнения лямбда-выражения.
Дополнительные сведения см. в разделе generate_n.
constexpr лямбда-выражения
Visual Studio 2017 версии 15,3 и более поздних версий (доступно в /std:c++17 ): лямбда-выражение может быть объявлено как constexpr или использоваться в константном выражении, когда инициализация каждого члена данных, который он захватывает или вводит, разрешена в константном выражении.
Лямбда-выражение неявно, constexpr если его результат удовлетворяет требованиям constexpr функции:
Если лямбда-выражение неявно или неявное constexpr , то преобразование в указатель функции создает constexpr функцию:
Специально для систем Майкрософт
Лямбда-выражения не поддерживаются в следующих управляемых сущностях среды CLR: ref class , ref struct , value class или value struct .
Если используется модификатор, зависящий от Майкрософт, такой как __declspec , его можно вставить в лямбда-выражение сразу после, например parameter-declaration-clause :
Чтобы определить, поддерживается ли модификатор лямбда-выражениями, см. статью о нем в разделе " модификаторы Microsoft " документации.
В дополнение к стандартным функциям лямбда-выражения C++ 11 Visual Studio поддерживает лямбда-выражения без отслеживания состояния, которые можно преобразовать в указатели функций, использующие произвольные соглашения о вызовах.
На этом уроке мы рассмотрим лямбда-выражения, их типы и использование в языке C++.
Зачем нужны лямбда-выражения?
Рассмотрим следующий пример:
Этот код перебирает массив строк в поисках первого попавшегося элемента, который содержит подстроку nut . Таким образом, результат выполнения программы:
Хотя это и рабочий код, но мы можем его улучшить.
Проблема кроется в том, что функция std::find_if() требует указатель на функцию в качестве аргумента. Из-за этого мы вынуждены определить новую функцию, которая будет использована только один раз, дать ей имя и поместить её в глобальную область видимости (т.к. функции не могут быть вложенными!). При этом она будет настолько короткой, что быстрее и проще понять её смысл, посмотрев лишь на одну строку кода, нежели изучать описание этой функции и её имя.
Введение в лямбда-выражения
Лямбда-выражение (или просто «лямбда») в программировании позволяет определить анонимную функцию внутри другой функции. Возможность сделать функцию вложенной является очень важным преимуществом, так как позволяет избегать как захламления пространства имен лишними объектами, так и определить функцию как можно ближе к месту её первого использования.
Синтаксис лямбда-выражений является одним из самых странных в языке C++, и вам может потребоваться некоторое время, чтобы к нему привыкнуть.
Лямбда-выражения имеют следующий синтаксис:
[ captureClause ] ( параметры ) -> возвращаемыйТип
<
стейтменты;
>
Поля captureClause и параметры могут быть пустыми, если они не требуются программисту.
Поле возвращаемыйТип является опциональным, и, если его нет, то будет использоваться вывод типа с помощью ключевого слова auto. Хотя мы ранее уже отмечали, что следует избегать использования вывода типа для возвращаемых значений функций, в данном контексте подобное использование допускается (поскольку обычно такие функции являются тривиальными).
Также обратите внимание, что лямбда-выражения не имеют имен, поэтому нам и не нужно будет их предоставлять. Из этого факта следует, что тривиальное определение лямбды может иметь следующий вид:
Давайте перепишем предыдущий пример, но уже с использованием лямбда-выражений:
При этом всё работает точно так же, как и в случае с указателем на функцию. Результат выполнения программы аналогичен:
Обратите внимание, насколько наша лямбда похожа на функцию containsNut(). Они обе имеют одинаковые параметры и тела функций. Отметим, что у лямбды отсутствует поле captureClause (детально о captureClause мы говорим на уроке о лямбда-захватах), т.к. оно не нужно. Также для краткости мы пропустили синтаксис типа возвращаемого значения trailing, но из-за того, что operator!= возвращает значение типа bool, наша лямбда также будет возвращать логическое значение.
Тип лямбда-выражений
В примере, приведенном выше, мы определили лямбду прямо в том месте, где она была нам нужна. Такое использование лямбда-выражения иногда еще называют функциональным литералом.
Однако написание лямбды в той же строке, где она используется, иногда может затруднить чтение кода. Подобно тому, как мы можем инициализировать переменную с помощью литерала (или указателя на функцию) для использования в дальнейшем, так же мы можем инициализировать и лямбда-переменную с помощью лямбда-определения для её дальнейшего использования. Именованная лямбда вместе с удачным именем функции может облегчить чтение кода.
Например, в следующем фрагменте кода мы используем функцию std::all_of() для того, чтобы проверить, являются ли все элементы массива чётными:
Мы можем улучшить читабельность кода следующим образом:
Но какого типа является лямбда в isEven ?
Оказывается, у лямбд нет типа, который мы могли бы явно использовать. Когда мы пишем лямбду, компилятор генерирует уникальный тип лямбды, который нам не виден.
Для продвинутых читателей: На самом деле, лямбды не являются функциями (что и помогает им избегать ограничений C++, которые накладываются на использование вложенных функций). Лямбды являются особым типом объектов, который называется функтором. Функторы — это объекты, содержащие перегруженный operator(), который и делает их вызываемыми подобно обычным функциям.
Хотя мы не знаем тип лямбды, есть несколько способов её хранения для использования после определения. Если лямбда ничего не захватывает, то мы можем использовать обычный указатель на функцию. Как только лямбда что-либо захватывает, указатель на функцию больше не будет работать. Однако std::function может использоваться для лямбд, даже если они что-то захватывают:
С помощью auto мы можем использовать фактический тип лямбды. При этом мы можем получить преимущество в виде отсутствия накладных расходов в сравнении с использованием std::function .
К сожалению, мы не всегда можем использовать auto. В тех случаях, когда фактический тип лямбды неизвестен (например, из-за того, что мы передаем лямбду в функцию в качестве параметра, и вызывающий объект сам определяет какого типа лямбда будет передана), мы не можем использовать auto. В таких случаях следует использовать std::function :
Результат выполнения программы:
Правило: Используйте auto при инициализации переменных с помощью лямбд и std::function, если вы не можете инициализировать переменную с помощью лямбд.
Общие/Обобщённые лямбды
По большей части лямбда-параметры работают так же, как и обычные параметры функций.
Одним примечательным исключением является то, что, начиная с C++14, нам разрешено использовать auto с параметрами функций.
Примечание: В C++20 обычные функции также могут использовать auto с параметрами.
Если у лямбды есть один или несколько параметров auto, то компилятор определит необходимые типы параметров из вызовов лямбд-выражений.
Рассмотрим использование общей лямбды на практике:
Результат выполнения программы:
June and July start with the same letter
В примере, приведенном выше, мы использовали auto-параметры для захвата наших строк с использованием константной ссылки. Т.к. все строковые типы предоставляют доступ к своим отдельным символам через оператор [] , то нам не нужно волноваться о том, передает ли пользователь в качестве параметра std::string, строку C-style или что-то другое. Это позволяет нам написать лямбду, которая могла бы принять любой из этих объектов, то есть, если позже мы изменим тип months , — нам не придется переписывать лямбду.
Однако auto не всегда является лучшим выбором. Рассмотрим следующую программу:
Результат выполнения программы:
There are 2 months with 5 letters
В этом примере использование auto выводит тип const char* . Мы знаем, что со строками C-style трудно работать (кроме использования оператора [] ). Поэтому в данном случае для нас предпочтительнее явно определить тип параметра, как std::string_view, который позволит нам работать с базовыми типами данных намного проще (например, мы можем запросить у представления значение длины строки, даже если пользователь передал в качестве аргумента массив C-style).
Общие лямбды и статические переменные
Следует иметь в виду, что для каждого отдельного типа, выводимого с помощью auto, будет сгенерирована уникальная лямбда. В следующем примере показано, как общая лямбда разделяется на две отдельные:
Результат выполнения программы:
0: hello
1: world
0: 1
1: 2
2: ding dong
В примере, приведенном выше, мы определяем лямбду и затем вызываем её с двумя различными параметрами (строковым литералом и целочисленным типом). При этом генерируются две различные версии лямбды (одна с параметром строкового литерала, а другая — с параметром в виде целочисленного типа).
В большинстве случаев это не существенно. Однако, обратите внимание, что если в общей лямбде используются статические переменные, то эти переменные не являются общими для генерируемых лямбд.
Мы можем видеть это в вышеприведенном примере, где каждый тип (строковые литералы и целые числа) имеет свой собственный уникальный счет! Хотя мы написали лямбду один раз, были сгенерированы две лямбды, и у каждой есть своя версия callCount .
Если бы мы хотели, чтобы callCount был общим для лямбд, то нам пришлось бы объявить его вне лямбды и захватить его по ссылке, чтобы он мог быть изменен лямбдой.
Вывод возвращаемого типа и возвращаемые типы trailing
Если использовался вывод возвращаемого типа, то возвращаемый тип лямбды выводится из стейтментов return внутри лямбды. Если использовался вывод возвращаемого типа, то все возвращаемые стейтменты внутри лямбды должны возвращать значения одного и того же типа (иначе компилятор не будет знать, какой из них ему следует использовать). Например:
Это приведет к ошибке компиляции, так как тип возвращаемого значения первого стейтмента return ( int ) не совпадает с типом возвращаемого значения второго стейтмента return ( double ).
В случае, когда у нас используются разные возвращаемые типы, у нас есть два варианта:
выполнить явные преобразования в один тип;
явно указать тип возвращаемого значения для лямбды и позволить компилятору выполнить неявные преобразования.
Второй вариант обычно является более предпочтительным:
Таким образом, если вы когда-либо решите изменить тип возвращаемого значения, вам (как правило) нужно будет изменить только тип возвращаемого значения лямбды и ничего внутри основной части.
Функциональные объекты Стандартной библиотеки С++
Для основных операций (например, сложения, вычитания или сравнения) вам не нужно писать свои собственные лямбды, потому что Стандартная библиотека С++ поставляется со многими базовыми вызываемыми объектами, которые вы можете использовать. Эти объекты определены в заголовочном файле functional. Например:
Результат выполнения программы:
99 90 80 40 13 5
Вместо преобразования функции greater() в лямбду, мы можем использовать std::greater :
Результат выполнения программы:
99 90 80 40 13 5
Заключение
Лямбда-выражения и библиотека алгоритмов могут показаться излишне сложными по сравнению с обычными решениями, использующими циклы. Однако эта комбинация позволяет выполнять некоторые очень мощные операции всего в несколько строчек кода и может быть куда читабельнее, чем ваши «самописные» циклы. Кроме того, библиотека алгоритмов обладает мощным и простым в использовании параллелизмом, который вы не получите при использовании циклов. Обновление исходного кода, использующего библиотечные функции, проще, чем обновление кода, использующего циклы.
Лямбды великолепны, но они не заменяют обычные функции для всех случаев. Используйте обычные функции для нетривиальных случаев.
Задание №1
Создайте структуру Student , которая будет хранить имя и баллы студента. Создайте массив студентов и используйте функцию std::max_element() для поиска студента с наибольшими баллами, а затем выведите на экран имя найденного студента. Функция std::max_element() принимает begin и end списка, и функцию с двумя параметрами, которая возвращает true , если первый аргумент меньше второго.
При использовании следующего массива:
Результатом выполнения вашей программы должно быть следующее:
Dan is the best student
Показать подсказку
Ответ №1
Задание №2
Используйте std::sort() и лямбду в следующем коде для сортировки времен года по возрастанию средней температуры:
Результатом выполнения вашей программы должно быть следующее:
Winter
Spring
Fall
Summer
Ответ №2
Алгоритмы в Стандартной библиотеке С++
Комментариев: 16
В первом задании теста не мог понять, о какой функции max_element() идёт речь. Решил посмотреть что там в подсказке, понятнее не стало.
Погуглил и выяснил, что это алгоритм, подключаемый заголовочным файлом algoritm. В ответе он не подключён.
Использую VisualStudio. Это с моей стороны что-то не так или же нужно просто подключить заголовочный файл?
Объясните, пожалуйста, что значит в данной строке
return (str.find("nut") != std::string_view::npos); =>
!= std::string_view::npos); не пойму, что делает вторая половина этой строки
Дмитрий Бушуев :
Почему в первом задании теста uniform-инициализация происходит так:
?
Попробовал в VS второй вариант, и действительно, студия ругается. Но почему, в таком случае, можно спокойно объявить с помощью uniform-инициализации массив std::array целых чисел следующим образом:
И студия не будет ругаться? Почему при объявлении структур таким образом она ругается (говорит, что слишком много значений инициализатора (компилятор)). Нелогично, на мой взгляд.
Потому что ты невнимательный. В твоем примере массив из фундаментальных типов int, и он(int) принимает 1 параметр.
А в случае того же массива из структур Student, и он(Student) принимает 2 параметра.
Будь внимательней.
Вопрос про второй комплект угловых скобок. Причем здесь второй параметр?
На сколько я понял, они здесь вместо знака равно, тоесть обычное присваивание.
Вот мои наблюдения:
"Правило: Используйте auto при инициализации переменных с помощью лямбд и std::function, если вы не можете инициализировать переменную с помощью лямбд."
А мне кажется, что лучше всегда использовать std::function, тем более что после C++17 и тип возврата, и типы параметров указывать необязательно. На мой взгляд ключевое слово auto уже немного устарел 🙂
Здравствуйте) Если кому то не сложно, не могли бы вы обьяснить предложение "Функция std::max_element() принимает begin и end списка и функцию с двумя параметрами, которая возвращает true, если первый аргумент меньше второго.". Я не совсем понимаю зачем в этой функции нужен третий параметр в виде лямбды. Заранее благодарю всех кто ответит.
Дмитрий Бушуев :
Так а как вы собираетесь сравнивать двух студентов между собой? Это же составной тип данных, С++ ничего не знает про сравнение подобных переменных. Поэтому вы сами должны написать эту функцию (в виде лямбды) 🙂
Юрий :
1. Урок действительно больше обычного урока по С++, но посмотрите на уроки по OpenGL и тогда этот урок Вам не будет казаться таким уж большим 🙂
2. Вместе с этим уроком были добавлены уроки по std::string_view и по алгоритмам.
3. Есть отдельный урок и по лямбда-захватам (они же capture clause).
Я быстро прочитал документацию Microsoft Lambda Expression.
Этот пример помог мне лучше понять, хотя:
Тем не менее, я не понимаю, почему это такое новшество. Это просто метод, который умирает, когда "переменная метода" заканчивается, правильно? Почему я должен использовать это вместо реального метода?
ОТВЕТЫ
Ответ 1
Лямбда-выражения являются более простым синтаксисом для анонимных делегатов и могут использоваться везде, где может использоваться анонимный делегат. Однако противоположное утверждение неверно; лямбда-выражения могут быть преобразованы в деревья выражений, что позволяет использовать большую магию, такую как LINQ to SQL.
Ниже приведен пример выражения LINQ to Objects с использованием анонимных делегатов, а затем лямбда-выражения, чтобы показать, насколько проще на глаза:
Лямбда-выражения и анонимные делегаты имеют преимущество перед написанием отдельной функции: они реализуют замыкания, которые могут позволить вам передать локальное состояние функции без добавления параметров в функцию или создания одноразовых объектов.
Ответ 2
Анонимные функции и выражения полезны для одноразовых методов, которые не приносят дополнительной работы, необходимой для создания полного метода.
Рассмотрим следующий пример:
Они функционально эквивалентны.
Ответ 3
Я нашел их полезными в ситуации, когда я хотел объявить обработчик для некоторого события управления, используя другой элемент управления. Для этого обычно вам нужно хранить ссылки на элементы управления в полях класса, чтобы вы могли использовать их другим способом, чем они были созданы.
благодаря лямбда-выражениям вы можете использовать его следующим образом:
Ответ 4
Функционально они выполняют то же самое, это всего лишь более сжатый синтаксис.
Ответ 5
Это всего лишь один из способов использования выражения лямбда. Вы можете использовать выражение лямбда где угодно, вы можете использовать делегат. Это позволяет вам делать такие вещи:
Этот код будет искать список для записи, соответствующей слову "привет". Другой способ сделать это - фактически передать делегат методу Find, например:
ИЗМЕНИТЬ
Lambda значительно очистит этот синтаксис.
Ответ 6
Microsoft предоставила нам более чистый и удобный способ создания анонимных делегатов, называемых выражениями Lambda. Тем не менее, в этом выражении выражения не уделяется большого внимания. Microsoft выпустила полное пространство имен System.Linq.Expressions, которое содержит классы для создания деревьев выражений на основе лямбда-выражений. Деревья выражений состоят из объектов, представляющих логику. Например, x = y + z - выражение, которое может быть частью дерева выражений в .Net. Рассмотрим следующий (простой) пример:
Ответ 7
Это сохраняет необходимость иметь методы, которые используются только один раз в определенном месте от определения вдали от места, где они используются. Хорошие применения - это компараторы для общих алгоритмов, таких как сортировка, где вы можете определить пользовательскую функцию сортировки, в которой вы вызываете сортировку, а не дальше, заставляя вас искать в другом месте, чтобы увидеть, что вы сортируете.
И это не настоящая новинка. LISP имеет функции лямбда в течение примерно 30 лет и более.
Ответ 8
Вы также можете найти использование лямбда-выражений в написании общих кодов, чтобы действовать на ваши методы.
Например: Общая функция для вычисления времени, полученного вызовом метода. (т.е. Action здесь)
И вы можете вызвать вышеуказанный метод, используя выражение лямбда следующим образом:
Выражение позволяет вам получать возвращаемое значение из вашего метода и из параметра param также
Ответ 9
В большинстве случаев вы используете только функциональность в одном месте, поэтому метод просто загромождает класс.
Ответ 10
Ответ 11
Выражение лямбда похоже на анонимный метод, написанный вместо экземпляра делегата.
Рассмотрим выражение лямбда x => x * x;
Значение входного параметра равно x (слева от = > )
Логика функции x * x (в правой части = > )
Код выражения лямбда может быть блоком оператора вместо выражения.
Пример
Примечание. Func - предопределенный общий делегат.
Ссылки
Ответ 12
Это способ сделать небольшую операцию и установить ее очень близко к тому, где она используется (мало чем отличается от объявления переменной, близкой к ее используемой точке). Это должно сделать ваш код более читаемым. При анонимном выражении вы также значительно усложняете, чтобы кто-то нарушил ваш клиентский код, если он используется в другом месте и модифицирован, чтобы "улучшить" его.
Аналогично, зачем вам нужно использовать foreach? Вы можете делать все в foreach с помощью простого цикла или просто используя IEnumerable напрямую. Ответ: вам это не нужно, но это делает ваш код более удобочитаемым.
Ответ 13
Инновация заключается в типе безопасности и прозрачности. Хотя вы не объявляете типы лямбда-выражений, они выводятся и могут использоваться при поиске кода, статическом анализе, инструментах рефакторинга и отражении во время выполнения.
Например, прежде чем вы могли бы использовать SQL и могли бы получить инъекцию SQL-инъекции, поскольку хакер передал строку, где обычно ожидалось число. Теперь вы должны использовать выражение lambda LINQ, которое защищено от этого.
Построение LINQ API для чистых делегатов невозможно, поскольку для их оценки требуется комбинировать деревья выражений вместе.
Ответ 14
В целом, это улучшает читаемость кода, уменьшает вероятность ошибок за счет повторного использования, а не репликации кода, а также оптимизацию рычагов, происходящих за кулисами.
Это анонимные методы (методы без имени), используемые для реализации метода, определенного функциональным интерфейсом. Важно знать, что такое функциональный интерфейс, прежде чем вы начнете использовать Лямбда-выражения.
Функциональный интерфейс
Функциональный интерфейс — это интерфейс, содержащий один и только один абстрактный метод.
Если вы посмотрите на определение стандартного интерфейса Runnable , то вы заметите как он попадает в определение функционального интерфейса, поскольку он определяет только один метод: run().
В приведенном ниже примере кода метод computeName является абстрактным и единственным методом в интерфейсе MyName, что делает его функциональным интерфейсом.
interface MyName <
String computeName(String str);
>
Оператор Стрелка
Лямбда-выражения вводят новый оператор стрелка -> в Java. Он разделяет лямбда-выражение на 2 части:
В левой части задаются параметры, необходимые для выражения. Эта часть может быть пустой если не требуется никаких параметров.
Правая сторона — это тело выражения, которое определяет его действия.
Теперь, используя функциональные выражения и оператор стрелки можно составить просто лямбда-выражение:
interface NumericTest <
boolean computeTest(int n);
>
public static void main(String args[]) <
NumericTest isEven = (n) -> (n % 2) == 0;
NumericTest isNegative = (n) -> (n < 0);
// Output: false
System.out.println(isEven.computeTest(5));
// Output: true
System.out.println(isNegative.computeTest(-5));
>
interface MyGreeting <
String processName(String str);
>
public static void main(String args[]) <
MyGreeting morningGreeting = (str) -> "Good Morning " + str + "!";
MyGreeting eveningGreeting = (str) -> "Good Evening " + str + "!";
// Output: Good Morning Luis!
System.out.println(morningGreeting.processName("Luis"));
// Output: Good Evening Jessica!
System.out.println(eveningGreeting.processName("Jessica"));
>
Переменные morningGreeting и eveningGreeting в строках 6 и 7 соответственно в примере выше создают ссылку на интерфейс MyGreeting и определяют 2 выражения приветствия.
При написании лямбда-выражения можно явно указать тип параметра, как это делается в примере ниже:
MyGreeting morningGreeting = (String str) -> "Good Morning " + str + "!";
MyGreeting eveningGreeting = (String str) -> "Good Evening " + str + "!";
Блок Лямбда-выражений
До сих пор я рассматривал одиночные лямбда-выражения. Существует еще один тип выражения, когда справа от оператора стрелки находится не одно простое выражение и так называемый блок лямба :
interface MyString <
String myStringFunction(String str);
>
public static void main (String args[]) <
// Block lambda to reverse string
MyString reverseStr = (str) -> <
String result = "";
for(int i = str.length()-1; i >= 0; i--)
result += str.charAt(i);
// Output: omeD adbmaL
System.out.println(reverseStr.myStringFunction("Lambda Demo"));
>
Функциональные интерфейсы generic
Лямбда-выражения не могут быть generic, но функциональный интерфейс, связанный с выражением, может. Можно написать один общий интерфейс и возвращать различные типы данных, например:
interface MyGeneric<T> <
T compute(T t);
>
public static void main(String args[])<
// String version of MyGenericInteface
MyGeneric<String> reverse = (str) -> <
String result = "";
for(int i = str.length()-1; i >= 0; i--)
result += str.charAt(i);
// Integer version of MyGeneric
MyGeneric<Integer> factorial = (Integer i) -> <
int result = 1;
int n = 5;
for(int i=1; i <= n; i++)
result = i * result;
// Output: omeD adbmaL
System.out.println(reverse.compute("Lambda Demo"));
// Output: 120
System.out.println(factorial.compute(5));
Использование Лямбда-выражений в качестве аргументов
Одно распространенное использование лямбда — передача их в качестве аргументов.
Вы можете передавать исполняемый код аргументам методов в качестве параметров. Для этого просто убедитесь, что тип функционального интерфейса совместим с требуемым параметром.
interface MyString <
String myStringFunction(String str);
>
public static String reverseStr(MyString reverse, String str) <
return reverse.myStringFunction(str);
>
public static void main (String args[]) <
// Block lambda to reverse string
MyString reverse = (str) -> <
String result = "";
for(int i = str.length()-1; i >= 0; i--)
result += str.charAt(i);
// Output: omeD adbmaL
System.out.println(reverseStr(reverse, "Lambda Demo"));
>
Эти концепции дадут вам хорошую основу для начала работы с лямбда-выражениями. Взгляните на свой код и посмотрите, где вы можете их использовать.
Читайте также: