Lambda表达式在STL中的应用

2024-09-13 | 阅读：次

C++中的Lambda表达式是一种简洁的方式来定义匿名函数，尤其在需要传递函数作为参数或局部定义函数时非常方便
Lambda表达式的语法格式如下：
```
[capture](parameters) -> return_type {
    // function body
};
```
- capture：用于捕获外部变量，类似闭包。可以通过值传递或引用传递。
- parameters：函数的参数列表（可以为空）。
- return_type（可选）：指定返回类型，若省略，编译器会自动推导。
- function body：函数体，包含实际执行的代码。
举个简单的例子：
```
auto add = [](int a, int b) -> int {
    return a + b;
};
```
这个Lambda表达式创建了一个匿名函数，它接受两个整数参数a和b，并返回它们的和。
捕获外部变量：在Lambda表达式中可以通过捕获列表来引用函数外部的变量，有三种常见方式：
1. 按值捕获 [x]：捕获外部变量x的值。
2. 按引用捕获 [&x]：捕获外部变量x的引用，可以在Lambda内部修改它。
3. 隐式捕获 [=]（按值捕获所有外部变量）、[&]（按引用捕获所有外部变量）。
示例：
```
int factor = 10;
auto multiply = [factor](int x) { return x * factor; };  // 按值捕获
```

常见用法

自定义比较器：在排序、优先队列等场合，通常需要根据特定规则对元素进行排序。

std::sort 自定义排序：

vector<int> arr = {5, 2, 9, 1};
sort(arr.begin(), arr.end(), [](int a, int b) {
    return a > b;  // 降序排列
});

优先队列（最大堆或最小堆）：

priority_queue<int, vector<int>, decltype([](int a, int b) { return a > b; })> pq;

函数对象作为参数传递：在STL算法函数中，Lambda常被用作传递的回调函数，比如std::for_each, std::count_if等。

vector<int> arr = {1, 2, 3, 4, 5};
int count = count_if(arr.begin(), arr.end(), [](int x) {
    return x % 2 == 0;  // 统计偶数
});

简化DFS/BFS：在树或图的深度优先搜索、广度优先搜索中，可以通过Lambda表达式来嵌套递归函数，减少函数定义的复杂性。

比如DFS查找树上的某个节点

auto dfs = [&](auto&& self, int node, const vector<vector<int>>& tree) -> void {
    // 处理当前节点
    for (int neighbor : tree[node]) {
        self(self, neighbor, tree);  // 递归访问邻居节点
    }
};

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