[C++11] : 谈谈包装器和lambda表达式，仿函数，bind的坑

C++11

引言

C++组委会10年磨一剑吧，制定了新的一套C++语法，可以说，C++11对于C++来说，是一场革命性的变化，基于C++之后的变成语言，采用了他们的长处，设计除了一套比较好的新的语法特性，有些语法略显鸡肋，但是有些语法，确实感觉让C++这门语言都焕然一新的感觉，这篇文章就是带领大家了解一下C++11提出的lambda表达式和包装器的的一些使用方式和细节。

lambda表达式

学过python的朋友们应该都知道，lambda表达式最早应该是python在提出，他的主要思想我认为是方便程序员通过面向对象的方式来管理函数。也就是说，我们希望将函数可看做一个对象，而不再基于C语言中的函数指针的视角来看待函数。

• C语言习惯将函数看成一个指针

  int plus(int left,int right) { return left + right; }
  int(*p)(int,int) = +
  

• 而C++作为一个面向对象的语言，更期望与将函数看做一个对象。

所以lambda表达式就是一个对象。
首先我们先了解lamda表示的使用方式和注意事项。

auto plus = [](int left,int right)->int { return left + right; };
plus(1, 2);

• []: 方括号中表示我们需要捕获的内容，具体什么意思呢
  • 1. 如果我们前面有一个值int a = 0, 那么如果我们在[]加上a就是通过拷贝的方式捕获了a，可以在后面{}的作用域中使用，如果使用&a就是创建一个a = 外部a的引用
  • 2. 特别如果是=，表示拷贝捕获当前栈区的所有值。如果&，表示捕获成引用
• () : 表示这个函数对象的参数
• ->： 表示返回值的类型，但是我们不写它能够推断，通过return

实例

好处：
我们在定义访问函数的时候能够更加的自由和灵活。

如果到这里你认为lamda表达式没什么用，请继续看。

仿函数

我们知道operator可以重载运算符，那么为什么不能operator()，这样不就是函数吗

小结

对吧，现在我们有三种表示函数的方式，仿函数 + 普通函数 + lambda函数，你不觉得lambda表达式就是匿名的仿函数吗，或者我告诉你，lambda表达式就是基于仿函数来进行设计的，并且你捕获的值就是作为这个匿名对象的成员变量，是不是有点感觉了。

包装器

现在我们有三种表示函数的方式，我们可不可以通过一种类型可以统一这三种表达方式，有的有的，有的兄弟，这种就是我们现在要讲的包装器

我们通过包装器将这三种类型组织起来了，这不就是大一统了嘛，我们可以通过function来灵活管理各种函数描述类型，任何都是对象。

有什么用 ？

将函数作为成员变量

我们讲类的时候知道成员函数，但是我们现在可以将一个函数作为成员变量，这有什么用？

• 回调函数
  回调函数就是典型的就是将函数作为参数的类型，不用像C语言那么恶心的表示函数指针的方式，直接通过包装器直接解决。

比如我说一个应用场景，我想要实现一个计算器，我们有很多操作的方式，比如+ - * / sin cos tan ..., 最简单的思想就是if else 或者switch case， 但是操作多了感觉就是不优雅，那么我们有什么优雅的替代吗？

using operation_t = std::function<double(double,double)>;
std::unordered_map<std::string, operation_t> operation_tool;
operation_tool["plus"] = [](int left,int right) ->int { return left + right; };
operation_tool["plus"](1 , 2);

是不是优雅多了。

参数绑定, std::bind

std::bind 是 C++11 引入的一个函数适配器，用于 部分应用（Partial Application） 或 绑定参数，它可以：
固定（绑定）函数的某些参数，生成一个新的可调用对象。调整参数顺序，改变函数参数的传递方式。与 std::placeholders 结合，灵活地控制参数的传递。

基本用法

• 1. 绑定普通函数

  #include <functional>
  #include <iostream>void print_sum(int a, int b) {std::cout << a + b << std::endl;
  }int main() {// 绑定 print_sum 的第一个参数为 10，第二个参数由调用时提供auto bind_print = std::bind(print_sum, 10, std::placeholders::_1);bind_print(20);  // 输出 30（10 + 20）
  }
  std::placeholders::_1 表示调用 bind_print 时传入的第一个参数。
  

• 2. 绑定成员函数
     成员函数需要额外绑定对象（指针或引用）：

  #include <functional>
  #include <iostream>class Math {
  public:void print_sum(int a, int b) {std::cout << a + b << std::endl;}
  };`
  

• 3. 调整参数顺序
     std::bind 可以改变参数的顺序：

  void print_values(int a, int b, int c) {std::cout << a << ", " << b << ", " << c << std::endl;
  }int main() {// 调整参数顺序：原函数是 (a, b, c)，现在改为 (c, b, a)auto bind_reorder = std::bind(print_values, std::placeholders::_3, std::placeholders::_2, std::placeholders::_1);bind_reorder(1, 2, 3);  // 输出 "3, 2, 1"
  }
  

_1 对应调用时的第一个参数，_2 对应第二个，依此类推。

• 4. 绑定部分参数
     可以只绑定部分参数，剩下的由调用时提供：

  void print3(int a, int b, int c) {std::cout << a << ", " << b << ", " << c << std::endl;
  }int main() {// 只绑定第一个参数，剩下两个由调用时提供auto bind_partial = std::bind(print3, 100, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);bind_partial(200, 300);  // 输出 "100, 200, 300"
  }**
  

std::bind的坑

std::bind一般一定绑定的是值而不是引用，什么意思。

int plus(int& left,int& right) { return left + right; }
int a = 0,b = 1;
auto t = std::bind(&plus, a, b);

看上面的代码，看似a, b是作为引用bind， 实际上他是传值后，然后传递创建好的新数据作为引用，对于深度数据，很有可能出现的就是深拷贝的拷贝开销问题，那么怎么解决。

• 1. std::ref 指定传递引用

auto t = std::bind(&plus, std::ref(a), std::ref(b));

• 2. lambda表达式解决

auto t = [&a, &b]() -> void { return plus(a + b); }

总结

现在看完的你还不能完全体会这几个新特性的作用，在未来开发中你一定有一天会想到今天我说的这些，觉得豁然开朗，如果我的文章对你有帮助，那真的泰裤辣。