基於C++ Lambda表達式的程序優化。本站提示廣大學習愛好者：（基於C++ Lambda表達式的程序優化）文章只能為提供參考，不一定能成為您想要的結果。以下是基於C++ Lambda表達式的程序優化正文
什麼是Lambda？
C++ 11加入了一個非常重要的特性——Lambda表達式。營裡（戴維營）的兄弟都對Objective-C很熟悉，許多人多block情有獨鐘，將各種回調函數、代理通通都用它來實現。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。原因就是簡單、方便、直觀，函數的定義和使用出現在同一個地方。這裡的Lambda表達式實際上和block非常類似，當然如果你用它和Swift語言的閉包比較，那就是一回事了。
這是一個關於C\C++程序員的一個小故事，關於C++11——剛剛通過的新標准的一個小故事…
請不要誤會，題目中所提及的“優化”並不是提升程序的性能——Lambda表達式干不了這個。從本質上來說，它只是一種“語法糖”而已。不使用這種表達式，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器語言一樣，你能控制的范圍就在那裡，不增不減。但如果有得選擇，我相信大部分人會選擇匯編而非機器語言，選擇C而非匯編，甚至選擇C++而非C語言……。如果你確實是這樣選擇的，那麼我有理由相信，你會選擇C++新標准中的Lambda表達式，因為它確實能夠簡化你的程序，讓你寫起程序來更容易；讓你的程序更易讀，更優美；同時也讓你有更多向同行炫耀的資本。
從一個實際的應用說起
讓我們還是看一個例子吧。
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，我有96.57%的把握認為你可能使用過C++標准模板庫STL（其中的string，vector之類）。畢竟，STL的抽象不錯，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，我們就拿排序算法（sort）來說事吧。
假設現在有一個結構稱為Student，其中包含了ID與name兩項——分別表示學號與姓名。在某個應用中，用戶希望對一個Student的數組按照ID的從大到小排序，那麼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 <string>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <algorithm>
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<<a[i].ID<<' ‘<<a[i].name<<endl;
return 0
}
程序用sort進行排序，之後用一個for循環輸出結果。而之所以能完成這個排序，則是由於仿函數compardID的存在。
現在假設用戶的需求變了（或者是另一個需求），需要你按照學生的姓名進行排序，那麼你需要重新寫一個仿函數如下：
struct compareName {
bool operator ()(const Student& val1, const Student& val2) const {
return val1.name < val2.name;
}
};
然後將sort的調用修改為：
sort(a, a+3, compareName());
問題出現了，你意識到了嗎？你只是想表達一個很簡單的排序方式，確不得不引入很多的代碼行來建相應的仿函數。如果這個函數在很多地方都會用到，那麼建立它的價值還相對較大。如果只是用在一個地方，你也不得不中段你流暢是思路，一邊罵娘一邊寫出這麼多行代碼。另一方面，程序的讀者在讀到相應部分的時候，也不得不中段他流暢的思路，在工程的某個地方苦苦求索——compareName或者compareID是怎麼干的呢？
是的，是的，作為一個C++老鳥，你會說，這樣寫代碼太不專業了。完全可以有不建立仿函數的寫法，比如以ID排序時，完全可以通過引入boost庫中的bind來實現，比如這樣：
sort(a, a+3, bind(less<unsigned>(), bind(&Student::ID, _1), bind(&Student::ID, _2)));
如果你能寫出或是讀懂這段代碼，我承認你的C++水平確實說得過去（如果讀不懂，沒關系，它不是本文的重點）。但這段代碼真的好嗎？確實，這樣可以省略了仿函數。但問題是代碼的復雜性大大增加了——即使如此簡單的一個需求，bind表達式也要復雜如斯，更復雜一點的需求要寫成何等復雜的形式啊，這對於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表達式呢，唔，這個sort語句可以這麼寫：
sort(a, a+3, [](const Student& val1, const Student& val2){ return val1.ID < val2.ID; });
那個看上去有點奇怪的，sort的第三個函數就是一個Lambda表達式了。如果我們除去開頭的“[]”不看，後面的部分很像一個函數——你可以很容易地看出這個函數是干什麼的：給定兩個Student元素，比較兩個元素的ID值，並返回比較結果——這玩意兒比上面那個bind結果容易閱讀多了。
事實上，利用Lambda表達式，上述程序可以修改為如下的樣子（只列出了main函數）：
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<<val.ID<<' ‘<<val.name<<endl;});
return 0
}
其中的for_each句用於輸出——其中的Lambda表達式意味著：對於每一個val，輸出其ID與Name值——這樣我們連for循環也省了。
Lambda表達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，有什麼理由不去用呢？
Lambda表達式的基本語法
有了感性的認識後，我們來分析一下Lambda表達式的語法。
我這裡無意把C++標准草案中Lambda表達式的有關章節翻譯過來（我也不佩這麼做）。只是在這裡希望以最通俗的方式將它的語法講解一二。從結構上說，Lambda表達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“[]”它是不能省略的。中括號中也可能出現變量。表示將局部變量傳入到Lambda表達式中。lambda-declaratoropt是可選擇的，包括了表達式的參數列表，返回值信息， mutable聲明（以及一些其它信息，這裡不做討論）。而最後的compound-statement則是表達式的主要內容。
還是看一個例子吧：
int n = 10;
[n](int k) mutable -> int { return k + n; };
程序的第二行是一個lambda表達式，lambda裡能出現的東西幾乎全了（當然，正如我在前文說的，有一些其它信息這裡不做討論，所以沒有加入其中）。讓我們對裡面的東西一一分析：
通過分析可以看出，這個Lambda表達式相當於一個函數，該函數讀入一個int值k，將該值加上n返回。根據上述說明，這個表達式可以簡寫為：
[n](int k){ return k + n; };
Lambda表達式可以存儲在std::function<T> 或 std:: reference_closure<T>類型的變量中。其中的T表示了表達式對應函數的類型。以上述表達式為例，它輸入參數為int型變量，輸出為int，那麼為了保存它，可以寫成如下的形式：
function<int(int)> g = [n](int k){ return k + n; };
另一個例子，前文所使用的Lambda表達式:
[](const Student& val1, const Student& val2){ return val1.ID < val2.ID; }
可以存儲於function<bool(const Student&, const Student&)>這個類型的變量中。
如果你嫌這麼寫麻煩，也可以利用C++新標准中另一個新特性：類型推導。即用auto作為變量的類型，讓編譯器自己推導表達式的類型：
auto g = [n](int k){ return k + n; };
沒問題，這樣寫g還是一個強類型的變量，只不過其類型是由編譯器推導的，好處是你不用寫太長的變量類型了J
Lambda表達式進階
作為結尾，我們來看一些C++ Lambda表達式進階的用法。
Lambda表達式被引入主要是用於函數式編程。有了Lambda表達式，我們也可以做一些函數式編程的東西。比如將一個函數作為返回值的應用：
auto g = [](int n) -> function<void (int)> {
return [n](int k){ cout<<n+k<<' ‘; };
};
它是一個Lambda表達式，輸入一個整型變量n，返回一個函數（lambda表達式），這個函數接收一個int值k，並打印出k+n。g的使用方法如下：
int a[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
function<void (int)> f = g(2);
for_each(a, a+10, f);
它將輸出：3 4 5 6 7 8 9 10 11 2
有一點函數式編程的味道了
至於其它的東西，比如如下的表達式：
[](){}();
是一個有效的調用。其中“[](){}”表示一個Lambda表達式，其輸入參數為空，返回void，什麼都不干。而最後的()表示調用其求值——雖然什麼都不干，但編譯能通過，很唬人喔
好了，就寫到這裡吧。關於Lambda表達式想說的最後一件事是：它是新標准C++11中定義的。老的編譯器不支持（這也是我用VS2010的原因）。想要用它，以及其它新標准帶來的好處嗎？嘿，你的家伙（指編譯器）該升級了。
