C++17 STL Стандартная библиотека шаблонов

Если вы заинтересовались и не можете дождаться выхода следующего стандарта С++, то обратитесь к документации для ranges, которая находится по адресу https://ericniebler.github.io/range-v3/.

Глава 4 Лямбда-выражения

В этой главе:

□ динамическое определение функций с помощью лямбда-выражений;

□ добавление полиморфизма путем оборачивания лямбда-выражений в конструкцию std::function;

□ создание функций с помощью конкатенации;

□ создание сложных предикатов с помощью логической конъюнкции;

□ вызов нескольких функций с одними и теми же входными данными;

□ реализация transform_if с применением std::accumulate и лямбда-выражений;

□ генерация декартова произведения на основе любых входных данных во время компиляции.

Введение

 Одной из важных новых функций C++11 были лямбда-выражения. В C++14 и C++17 они получили новые возможности, и это сделало их еще мощнее. Но что же такое лямбда-выражение?

Лямбда-выражения или лямбда-функции создают замыкания. Замыкание — очень обобщенный термин для безымянных объектов, которые можно вызывать как функции. Чтобы предоставить подобную возможность в С++, такой объект должен реализовывать оператор вызова функции (), с параметрами или без. Создание аналогичного объекта без лямбда-выражений до появления С++11 выглядело бы так:

#include

#include

int main() {

  struct name_greeter {

    std::string name; void operator()() {

      std::cout << "Hello, " << name << '\n';

    }

  };

  name_greeter greet_john_doe {"John Doe"};

  greet_john_doe();

}

Экземпляры структуры name_greeter, очевидно, содержат строку. Обратите внимание: тип этой структуры и объект не являются безымянными, в отличие от лямбда-выражений. С точки зрения замыканий можно утверждать, что они захватывают строку. Когда экземпляр-пример вызывается как функция без параметров, на экран выводится строка "Hello, John Doe", поскольку мы указали строку с таким именем.

Начиная с С++11 создавать подобные замыкания стало проще:

#include

int main() {

  auto greet_john_doe ([] {

    std::cout << "Hello, John Doe\n";

  });

  greet_john_doe();

}

На этом все. Целая структура name_greeter заменяется небольшой конструкцией [] { /* сделать что-то */ }, которая на первый взгляд выглядит странно, но уже в следующем разделе мы рассмотрим все возможные случаи ее применения.

Лямбда-выражения помогают поддерживать код обобщенным и чистым. Они могут применяться как параметры для обобщенных алгоритмов, чтобы уточнить их при обработке конкретных типов, определенных пользователем. Они также могут служить для оборачивания рабочих пакетов и данных, чтобы их можно было запускать в потоках или просто сохранять работу и откладывать само выполнение пакетов. После появления С++11 было создано множество библиотек, работающих с лямбда-выражениями, поскольку они стали естественной частью языка С++. Еще одним вариантом использования лямбда-выражений является метапрограммирование, поскольку они могут быть оценены во время выполнения программы. Однако мы не будем рассматривать этот вопрос, так как он не относится к теме данной книги.

В текущей главе мы в значительной мере будем опираться на отдельные шаблоны функционального программирования, которые могут показаться странными для новичков и даже опытных программистов, еще не работавших с такими шаблонами. Если в последующих примерах вы увидите лямбда-выражения, возвращающие лямбда-выражения, которые опять-таки возвращают лямбда-выражения, то, пожалуйста, не теряйтесь. Мы несколько выходим за рамки привычного стиля программирования, чтобы подготовиться к работе с современным языком С++, в котором шаблоны функционального программирования встречаются все чаще и чаще. Если код какого-то примера выглядит слишком сложным, то уделите время тому, чтобы подробнее разобрать его. Как только вы с этим разберетесь, сложные лямбда-выражения в реальных проектах больше не будут вас смущать. 

Динамическое определение функций с помощью лямбда-выражений

Применяя лямбда-выражения, можно инкапсулировать код, чтобы вызвать его позже или даже в другом месте, поскольку его разрешено копировать. Кроме того, можно инкапсулировать код несколько раз с несколько различающимися параметрами, при этом не нужно будет реализовывать новый класс функции для этой задачи.

Синтаксис лямбда-выражений выглядел новым в С++11, и к С++17 он несколько изменился. В этом разделе мы увидим, как сейчас выглядят лямбда-выражения и что они означают.

Как это делается