掌握C++函数式编程（从零开始学C++函数式编程基础）

C++中的函数对象（Function Objects）

在C++中，函数对象（也叫仿函数，functor）是重载了 () 运算符的类实例。它们可以像函数一样被调用，同时还能保存状态。

#include <iostream>class Adder {public:    Adder(int val) : value(val) {}    int operator()(int x) const {        return x + value;    }private:    int value;};int main() {    Adder add5(5);    std::cout << add5(10) << std::endl; // 输出 15    return 0;}

上面的 Adder 类就是一个典型的函数对象。通过重载 ()，我们可以像调用函数一样使用 add5(10)。

Lambda 表达式：C++函数式编程的核心工具

C++11 引入了 C++ Lambda表达式，这是实现函数式编程最便捷的方式。Lambda 允许你在代码中直接定义匿名函数。

#include <iostream>#include <vector>#include <algorithm>int main() {    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};    // 使用 Lambda 表达式筛选偶数    std::vector<int> evens;    std::copy_if(numbers.begin(), numbers.end(), std::back_inserter(evens),        [](int n) { return n % 2 == 0; });    for (int n : evens) {        std::cout << n << " "; // 输出 2 4    }    return 0;}

这里的 [](int n) { return n % 2 == 0; } 就是一个 Lambda 表达式。方括号 [] 是捕获列表，用于决定 Lambda 能访问哪些外部变量。

高阶函数在C++中的应用

高阶函数C++ 是指接受函数作为参数或返回函数的函数。C++标准库提供了许多高阶函数，如 std::transform、std::for_each、std::accumulate 等。

#include <iostream>#include <vector>#include <numeric> // for std::accumulateint main() {    std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5};    // 使用 Lambda 作为二元操作函数计算乘积    int product = std::accumulate(nums.begin(), nums.end(), 1,        [](int a, int b) { return a * b; });    std::cout << "Product: " << product << std::endl; // 输出 120    return 0;}

在这个例子中，std::accumulate 是一个高阶函数，它接收一个 Lambda 表达式作为参数，用于定义如何“累积”元素。

总结

通过本教程，你已经掌握了 C++函数式编程 的三大核心要素：

1. 函数对象：通过重载 () 实现可调用对象
2. C++ Lambda表达式：简洁地定义匿名函数
3. 高阶函数C++：利用标准库函数组合逻辑

掌握这些技巧，不仅能让你的代码更简洁、更安全，还能提升程序的可读性和可维护性。赶快在你的项目中尝试使用吧！