Объяснение лямбда-выражений
У меня возникли вопросы о лямбда-выражениях и RxJava. Эти вопросы в основном касаются не полного понимания лямбда-выражений или RxJava. Я попытаюсь объяснить лямбда-выражения как можно проще. RxJava я опишу отдельно.
Лямбда-выражения и RxJava
Что такое лямбда-выражения? Лямбда-выражения – это «всего лишь» новый способ сделать то же самое, что мы всегда могли сделать, но в более чистом и менее многословном новом способе использования анонимных внутренних классов.
Анонимный внутренний класс в Java – это класс без имени, он должен использоваться, если вам необходимо переопределить методы класса или интерфейса. Анонимный внутренний класс может быть создан из класса или интерфейса.
В Android мы обычно используем анонимный внутренний класс в качестве слушателя, например, для кнопок такого рода:
Вернемся к лямбда-выражениям. Это следующая часть, которая является частью предыдущего кода, который считается анонимным внутренним классом.
Лямбда-выражения могут использоваться только в том случае, если вам нужно переопределить не более одного метода. К счастью для нас, View.OnClickListener содержит только один. Посмотрите на код ниже. Как думаете, какую его часть нам придётся убрать?
В некоторых случаях вам может потребоваться добавить тип к параметру, если компилятору не удается его угадать, вы можете сделать это, добавив его перед параметром:
Вы также можете использовать многострочный код:
Если у вас есть интерфейс с методом, принимающим два параметра…
…лямбда-выражение будет выглядеть следующим образом:
Если метод имеет возвращаемый тип…
…лямбда-выражение будет выглядеть следующим образом:
Но это еще не все, есть некоторые специальные случаи, которые делают код еще меньше. Если тело вашего метода содержит только одну строку кода, вы можете удалить фигурные скобки <>. Если вы удаляете фигурные скобки, вам также необходимо удалить точку с запятой, оставив следующее:
Есть еще одна вещь, которую мы можем сделать. Если у нас только одна строка кода, то компилятор может понять, нужна ли возвращаемая часть или нет, поэтому мы можем оставить ее следующим образом:
Если бы у нас был многострочный код, это свелось бы к следующему:
Так что же мы сделали? Мы взяли это:
и превратили вот в это:
Осталось только одна вещь, ссылки на методы. Допустим, у нас есть интерфейс, как и раньше, и метод, который этот интерфейс принимает как параметр:
Без лямбда-выражения это выглядело бы так:
Добавив лямбда-выражение, как мы это делали раньше, получим следующее:
Но это еще не все. Если используемый код – однострочный и вызываемая функция принимает один параметр, мы можем передавать ссылку на метод в таком виде:
Параметр будет передаваться автоматически, без необходимости использования другого кода! Удивительно, правда? Надеюсь, вы узнали что-то новое!
Функциональное программирование на Python для самых маленьких — Часть 1 — Lambda Функция
Я решил написать эту серию статей, ибо считаю, что никто не должен сталкиваться с той стеной непонимания, с которой столкнулся когда-то я.
Ведь большинство статей написаны таки образом что, для того чтобы понять что-то в Функциональном Программировании (далее ФП), тебе надо уже знать многое в ФП. Эту статью я старался написать максимально просто — настолько понятно, чтобы её суть мог уловить мой племянник, школьник, который сейчас делает свои первые шаги в Python.
Небольшое введение
Для начала, давайте разберемся, что такое функциональное программирование, в чем его особенности, зачем оно было придумано, а также где и как его использовать. Стоп… А зачем? Об этом написаны тонны материалов, да и в этой статье судя по всему эта информация не особо нужна. Эта статья написана для того, чтобы читатели научились разбираться в коде, который написан в функциональном стиле. Но если вы все-таки хотите разобраться в истории Функционального Программирования и в том, как оно работает под капотом, то советую вам почитать о таких вещах, как
Чистая Функция — Функция которая является детерминированной и не обладает никакими побочными эффектами.
То есть чтобы функция являлась чистой она должна быть детерминированной — то есть каждый раз при одинаковом наборе аргументов выдавать одинаковый результат.
Пример детерминированной функции
И пример не детерминированной:
Каждый раз при смене дня недели (который не является аргументом функции) функция выдает разные результаты.
Самый очевидный пример не детерминированной функции это random:
Второе важное качество чистой функции это отсутствие побочных эффектов.
Функция sort_by_sort имеет побочные эффекты потому что изменяет исходный список элементов и выводит что то в консоль.
В отличии от предыдущего примера функция sort_by_sorted не меняет исходного массива и возвращает результат не выводя его в консоль самостоятельно.
Чистые функции хороши тем что:
Функции высшего порядка — в программировании функция, принимающая в качестве аргументов другие функции или возвращающая другую функцию в качестве результата.
С основами чуть чуть разобрались и теперь перейдем к следующему шагу.
Итак, начнем
Для начала надо понять следующее — что такое Функциональное Программирование вообще. Лично я знаю две самые часто упоминаемые парадигмы в повседневном программировании — это ООП и ФП.
Если упрощать совсем и объяснять на пальцах, то описать эти две парадигмы можно следующим образом:
Это относится и к ФП — взял какие-то данные, взял какую-то функцию, поигрался с ними и выдал что-то на выходе.
Не стану расписывать всё, иначе это будет оооочень долго. Цель данной статьи — помочь разобраться, а не объяснить, как и что работает, поэтому тут мы рассмотрим основные функции из ФП.
В большинстве своем ФП (как я его воспринимаю) — это просто упрощенное написание кода. Любой код, написанный в функциональном стиле, может быть довольно легко переписан в обычном стиле без потери качества, но более примитивно. Цель ФП заключается в том, чтобы писать код более простой, понятный и который легче поддерживать, а также который занимает меньше памяти, ну и куда же без этого — разумеется, главная вечная мораль программирования — DRY (Don’t Repeat Yourself — Не повторяйся).
Сейчас мы с вами разберем одну из основных функций, которая применяется в ФП — Lambda функцию.
В следующих статьях мы разберем такие функции как Map, Zip, Filter и Reduce.
Lambda функция
Lambda — это инструмент в python и других языках программирования для вызова анонимных функций. Многим это скорее всего ничего не скажет и никак не прояснит того, как она работает, поэтому я расскажу вам просто механизм работы lambda выражений.
Рассмотрим пример. Например, нам надо написать функцию которая бы считала площадь круга при известном радиусе.
Формула площади круга это
где
S — это площадь круга
pi — математическая константа равная 3.14 которую мы получим из стандартной библиотеки Math
r — радиус круга — единственная переменная которую мы будем передавать нашей функции
Теперь оформим это все в python:
Вроде бы неплохо, но это всё может выглядеть куда круче, если записывать это через lambda:
Чтобы было понятнее, анонимный вызов функции подразумевает то, что вы используете её, нигде не объявляя, как в примере выше.
Лямбда функция работает по следующему принципу
Рассмотрим пример с двумя входными аргументами. Например, нам надо посчитать объем конуса по следующей формуле:
Запишем это все в python:
А теперь как это будет выглядеть в lambda форме:
Количество переменных здесь никак не ограничено. Для примера посчитаем объем усеченного конуса, где у нас учитываются 3 разные переменные.
Объем усеченного конуса считается по формуле:
И вот, как это будет выглядеть в python классически:
А теперь покажем, как это будет выглядеть с lambda:
После того, как мы разобрались, как работает lambda функция, давайте разберем ещё кое-что интересное, что можно делать с помощью lambda функции, что может оказаться для вас весьма неожиданным — Сортировку.
Сортировать одномерные списки в python с помощью lambda довольно глупо — это будет выглядеть, как бряцание мускулами там, где оно совсем не нужно.
Ну серьезно допустим, у нас есть обычный список (не важно состоящий из строк или чисел) и нам надо его отсортировать — тут же проще всего использовать встроенную функцию sorted(). И в правду, давайте посмотрим на это.
В таких ситуациях, действительно, хватает обычного sorted() (ну или sort(), если вам нужно изменить текущий список на месте без создания нового, изменив исходный).
Но что, если нужно отсортировать список словарей по разным ключам? Тут может быть запись как в классическом стиле, так и в функциональном. Допустим, у нас есть список книг вселенной Песни Льда и Пламени с датами их публикаций и количеством страниц в них.
Как всегда, начнем с классической записи.
А теперь перепишем это все через lambda функцию:
Таким образом, lambda функция хорошо подходит для сортировки многомерных списков по разным параметрам.
Если вы повторите весь этот код самостоятельно, написав его сами, то я уверен, что с этого момента вы сможете сказать, что отныне вы понимаете, как работают lambda выражения, и сможете применять их в работе.
Но где же тут та самая экономия места, времени и памяти? Экономится максимум пара строк.
И вот тут мы подходим к реально интересным вещам.
Которые разберем в следующей статье, где мы обсудим map функцию.
UPD: По многочисленным просьбам, расставил знаки препинания.
Лямбда-выражения в Java 8
В новой версии Java 8 наконец-то появились долгожданные лямбда-выражения. Возможно, это самая важная новая возможность последней версии; они позволяют писать быстрее и делают код более ясным, а также открывают дверь в мир функционального программирования. В этой статье я расскажу, как это работает.
Java задумывалась как объектно-ориентированный язык в 90-е годы, когда объектно-ориентированное программирование было главной парадигмой в разработке приложений. Задолго до этого было объектно-ориентированное программирование, были функциональные языки программирования, такие, как Lisp и Scheme, но их преимущества не были оценены за пределами академической среды. В последнее время функциональное программирование сильно выросло в значимости, потому что оно хорошо подходит для параллельного программирования и программирования, основанного на событиях («reactive»). Это не значит, что объектная ориентированность – плохо. Наоборот, вместо этого, выигрышная стратегия – смешивать объектно-ориентированное программирование и функциональное. Это имеет смысл, даже если вам не нужна параллельность. Например, библиотеки коллекций могут получить мощное API, если язык имеет удобный синтаксис для функциональных выражений.
Главным улучшением в Java 8 является добавление поддержки функциональных программных конструкций к его объектно-ориентированной основе. В этой статье я продемонстрирую основной синтаксис и как использовать его в нескольких важных контекстах. Ключевые моменты понятия лямбды:
Зачем нужны лямбды?
Лямбда-выражение представляет собой блок кода, который можно передать в другое место, поэтому он может быть выполнен позже, один или несколько раз. Прежде чем углубляться в синтаксис (и любопытное название), давайте сделаем шаг назад и увидим, где вы использовали аналогичные блоки кода в Java до этого.
Ключевым моментом является то, что метод run содержит код, который нужно выполнить в отдельном потоке.
Рассмотрим сортировку с использованием пользовательского компаратора. Если вы хотите отсортировать строки по длине, а не по умолчанию, вы можете передать объект Comparator в метод sort :
В качестве другого примера отложенного выполнения рассмотрим коллбэк для кнопки. Вы помещаете действие обратного вызова в метод класса, реализующего интерфейс слушателя, создаете экземпляр, и регистрируете экземпляр. Это настолько распространенный сценарий, что многие программисты используют синтаксис «анонимный экземпляр анонимного класса»:
Поскольку Java 8 позиционирует JavaFX в качестве преемника инструментария Swing GUI, я использую JavaFX в этих примерах. Детали не имеют значения. В каждой библиотеке пользовательского интерфейса, будь то Swing, JavaFX или Android, вы передаете кнопке некоторый код, который вы хотите запустить, когда кнопка нажата.
Во всех трех примерах вы видели один и тот же подход. Блок кода кому-то передавался — пулу потоков, методу сортировки или кнопке. Этот код вызывался некоторое время спустя.
До сих пор передача кода не была простой в Java. Вы не могли просто передать блоки кода куда угодно. Java является объектно-ориентированным языком, так что вы должны были создать объект, принадлежащий к классу, у которого есть метод с нужным кодом.
В других языках можно работать с блоками кода непосредственно. Проектировщики Java сопротивлялись добавлению этой функции в течение длительного времени. В конце концов, большая сила Java в ее простоте и последовательности. Язык может стать крайне беспорядочным, если будет включать в себя все функции, которые дают чуть более краткий код. Тем не менее, в тех других языках, это не просто легче порождать поток или зарегистрировать обработчик кнопки щелчка; многие их API проще, более последовательны и мощные. В Java, можно было бы написать подобные интерфейсы, которые принимают объекты классов, реализующих определенную функцию, но такие API было бы неудобно использовать.
В последнее время вопрос был не в том, расширять Java для функционального программирования или нет, а как это сделать. Потребовалось несколько лет экспериментов, прежде чем выяснилось, что это хорошо подходит для Java. В следующем разделе вы увидите, как можно работать с блоками кода в Java 8.
Синтаксис лямбда-выражений
Рассмотрим предыдущий пример сортировки еще раз. Мы передаем код, который проверяет, какая строка короче. Мы вычисляем
Вы только что видели ваше первое лямбда-выражение! Такое выражение является просто блоком кода вместе со спецификацией любых переменных, которые должны быть переданы в код.
Почему такое название? Много лет назад, когда еще не было никаких компьютеров, логик Алонзо Чёрч хотел формализовать, что значит для математической функции быть эффективно вычисляемой. (Любопытно, что есть функции, которые, как известно, существуют, но никто не знает, как вычислить их значения.) Он использовал греческую букву лямбда (λ), чтобы отметить параметры. Если бы он знал о Java API, он написал бы что-то не сильно похожее на то, что вы видели, скорее всего.
Почему буква λ? Разве Чёрч использовал все буквы алфавита? На самом деле, почтенный труд Principia Mathematica использует символ ˆ для обозначения свободных переменных, которые вдохновили Чёрча использовать заглавную лямбда (Λ) для параметров. Но, в конце концов, он переключился на строчной вариант буквы. С тех пор, выражение с переменными параметрами было названо «лямбда-выражение».
Если лямбда-выражение не имеет параметров, вы все равно ставите пустые скобки, так же, как с методом без параметров:
Если типы параметров лямбда-выражения можно вывести, можно опустить их. Например,
Здесь компилятор может сделать вывод, что firstStr и secondStr должны быть строками, потому что лямбда-выражение присваивается компаратору строк. (Мы посмотрим на это присваивание повнимательнее позже.)
Если метод имеет один параметр выводимого типа, вы можете даже опустить скобки:
Вы можете добавить аннотации или модификатор final к параметрам лямбды таким же образом, как и для параметров метода:
Вы никогда не указываете тип результата лямбда-выражения. Это всегда выясняется из контекста. Например, выражение
Функциональные интерфейсы
Вы можете поставить лямбда-выражение всякий раз, когда ожидается объект интерфейса с одним абстрактным методом. Такой интерфейс называется функциональным интерфейсом.
Это преобразование в интерфейсы – это то, что делает лямбда-выражения настолько мощными. Синтаксис короткий и простой. Вот еще один пример:
Этот код очень легко читать.
Наконец, заметим, что checked исключения могут возникнуть при преобразовании лямбды в экземпляр функционального интерфейса. Если тело лямбда-выражения может бросить checked исключение, это исключение должно быть объявлено в абстрактном методе целевого интерфейса. Например, следующее было бы ошибкой:
Поскольку Runnable.run не может бросить исключение, это присваивание является некорректным. Чтобы исправить ошибку, у вас есть два варианта. Вы можете поймать исключение в теле лямбда-выражения. Или вы можете присвоить лямбду интерфейсу, один абстрактный метод которого может бросить исключение. Например, метод call из интерфейса Callable может бросить любое исключение. Таким образом, вы можете присвоить лямбду Callable (если добавить return null ).
Ссылки на методы
В качестве другого примера, предположим, что вы хотите отсортировать строки независимо от регистра букв. Вы можете написать такой код:
Как вы можете видеть из этих примеров оператор :: отделяет имя метода от имени объекта или класса. Есть три основных варианта:
Ссылки на конструктор
Но это неудовлетворительно. Пользователь хочет массив кнопок, а не объектов. Библиотека потоков решает эту проблему за счет ссылок на конструкторы. Передайте Button[]::new методу toArray :
Метод toArray вызывает этот конструктор для получения массива нужного типа. Затем он заполняет и возвращает массив.
Область действия переменной
Часто вы хотели бы иметь возможность получить доступ к переменным из охватывающего метода или класса в лямбда-выражении. Рассмотрим следующий пример:
Если подумать хорошенько, то не очевидно, что здесь происходит. Код лямбда-выражения может выполниться гораздо позже вызова repeatText и переменные параметров уже будут потеряны. Как же переменные text и count остаются доступными?
Чтобы понять, что происходит, мы должны уточнить наши представления о лямбда-выражениях. Лямбда-выражение имеет три компонента:
Техническим термином для блока кода вместе со значениями свободных переменных является замыкание. Если кто-то злорадствует, что их язык поддерживает замыкания, будьте уверены, что Java также их поддерживает. В Java лямбда-выражения являются замыканиями. На самом деле, внутренние классы были замыканиями все это время. Java 8 предоставляет нам замыкания с привлекательным синтаксисом.
Как вы видели, лямбда-выражение может захватить значение переменной в охватывающей области. В Java, чтобы убедиться, что захватили значение корректно, есть важное ограничение. В лямбда-выражении можно ссылаться только на переменные, значения которых не меняются. Например, следующий код является неправильным:
Существует причина для этого ограничения. Изменяющиеся переменные в лямбда-выражениях не потокобезопасны. Рассмотрим последовательность параллельных задач, каждая из которых обновляет общий счетчик.
Если бы этот код был правомерным, это было бы не слишком хорошо. Приращение matchCount++ неатомарно, и нет никакого способа узнать, что произойдет, если несколько потоков выполнят этот код одновременно.
Внутренние классы могут также захватывать значения из охватывающей области. До Java 8 внутренние классы могли иметь доступ только к локальным final переменным. Это правило теперь ослаблено для соответствия правилу для лямбда-выражений. Внутренний класс может получить доступ к любой эффективно final локальной переменной; то есть, к любой переменной, значение которой не изменяется.
Не рассчитывайте, что компилятор выявит все параллельные ошибки доступа. Запрет на модификацию имеет место только для локальных переменных. Если matchCount – переменная экземпляра или статическая переменная из охватывающего класса, то никакой ошибки не будет, хотя результат так же не определен.
Кроме того, совершенно законно изменять разделяемый объект, хоть это и не очень надежно. Например,
Существуют безопасные механизмы подсчета и сбора значений одновременно. Вы можете использовать потоки для сбора значений с определенными свойствами. В других ситуациях вы можете использовать потокобезопасные счетчики и коллекции.
Как и с внутренними классами, есть обходное решение, которое позволяет лямбда-выражению обновить счетчик в локальной охватывающей области видимости. Используйте массив длиной 1, вроде этого:
Конечно, такой код не потокобезопасный. Для обратного вызова кнопки это не имеет значения, но в целом, вы должны подумать дважды, прежде чем использовать этот трюк.
Тело лямбда-выражения имеет ту же область видимости, что и вложенный блок. Здесь применяются те же самые правила для конфликтов имен. Нельзя объявить параметр или локальную переменную в лямбде, которые имеют то же имя, что и локальная переменная.
Внутри метода вы не можете иметь две локальные переменные с тем же именем. Таким образом, вы не можете объявить такие переменные также и в лямбда-выражении. При использовании ключевого слова this в лямбда-выражении вы ссылаетесь на параметр this метода, который создает лямбду. Рассмотрим, например, следующий код
Методы по умолчанию
Многие языки программирования интегрируют функциональные выражения с их библиотеками коллекций. Это часто приводит к коду, который короче и проще для понимания, чем эквивалент, использующий циклы. Например, рассмотрим цикл:
Рассмотрим такой интерфейс:
Что произойдет, если вы создадите класс, реализующий оба?
Теперь предположим, что Naming интерфейс не содержит реализацию по умолчанию для getFirstName :
Если ни один интерфейс не обеспечивает реализацию по умолчанию для общего метода, то мы находимся в пре-Java 8 ситуации и нет никакого конфликта. У класса реализации есть две возможности: реализовать метод или оставить его нереализованным. В последнем случае класс сам является абстрактным.
Мы только что обсудили конфликты имен между двумя интерфейсами. Теперь рассмотрим класс, расширяющий суперкласс и реализующий интерфейс, наследуя тот же метод от обоих. Например, предположим, что Person является классом и Student определяется как:
Лямбда-выражения в С++
На этом уроке мы рассмотрим лямбда-выражения, их типы и использование в языке C++.
Зачем нужны лямбда-выражения?
Рассмотрим следующий пример:
Хотя это и рабочий код, но мы можем его улучшить.
Проблема кроется в том, что функция std::find_if() требует указатель на функцию в качестве аргумента. Из-за этого мы вынуждены определить новую функцию, которая будет использована только один раз, дать ей имя и поместить её в глобальную область видимости (т.к. функции не могут быть вложенными!). При этом она будет настолько короткой, что быстрее и проще понять её смысл, посмотрев лишь на одну строку кода, нежели изучать описание этой функции и её имя.
Введение в лямбда-выражения
Лямбда-выражение (или просто «лямбда») в программировании позволяет определить анонимную функцию внутри другой функции. Возможность сделать функцию вложенной является очень важным преимуществом, так как позволяет избегать как захламления пространства имен лишними объектами, так и определить функцию как можно ближе к месту её первого использования.
Синтаксис лямбда-выражений является одним из самых странных в языке C++, и вам может потребоваться некоторое время, чтобы к нему привыкнуть.
Лямбда-выражения имеют следующий синтаксис:
Поля captureClause и параметры могут быть пустыми, если они не требуются программисту.
Поле возвращаемыйТип является опциональным, и, если его нет, то будет использоваться вывод типа с помощью ключевого слова auto. Хотя мы ранее уже отмечали, что следует избегать использования вывода типа для возвращаемых значений функций, в данном контексте подобное использование допускается (поскольку обычно такие функции являются тривиальными).
Также обратите внимание, что лямбда-выражения не имеют имен, поэтому нам и не нужно будет их предоставлять. Из этого факта следует, что тривиальное определение лямбды может иметь следующий вид:
Давайте перепишем предыдущий пример, но уже с использованием лямбда-выражений:
При этом всё работает точно так же, как и в случае с указателем на функцию. Результат выполнения программы аналогичен:
Обратите внимание, насколько наша лямбда похожа на функцию containsNut(). Они обе имеют одинаковые параметры и тела функций. Отметим, что у лямбды отсутствует поле captureClause (детально о captureClause мы говорим на уроке о лямбда-захватах), т.к. оно не нужно. Также для краткости мы пропустили синтаксис типа возвращаемого значения trailing, но из-за того, что operator!= возвращает значение типа bool, наша лямбда также будет возвращать логическое значение.
Тип лямбда-выражений
В примере, приведенном выше, мы определили лямбду прямо в том месте, где она была нам нужна. Такое использование лямбда-выражения иногда еще называют функциональным литералом.
Однако написание лямбды в той же строке, где она используется, иногда может затруднить чтение кода. Подобно тому, как мы можем инициализировать переменную с помощью литерала (или указателя на функцию) для использования в дальнейшем, так же мы можем инициализировать и лямбда-переменную с помощью лямбда-определения для её дальнейшего использования. Именованная лямбда вместе с удачным именем функции может облегчить чтение кода.
Например, в следующем фрагменте кода мы используем функцию std::all_of() для того, чтобы проверить, являются ли все элементы массива чётными:
Мы можем улучшить читабельность кода следующим образом:
Обратите внимание, как просто читается последняя строка кода: «… возвращаем все элементы массива, которые являются чётными …».
Оказывается, у лямбд нет типа, который мы могли бы явно использовать. Когда мы пишем лямбду, компилятор генерирует уникальный тип лямбды, который нам не виден.
Для продвинутых читателей: На самом деле, лямбды не являются функциями (что и помогает им избегать ограничений языка C++, которые накладываются на использование вложенных функций). Лямбды являются особым типом объектов, который называется функтором. Функторы — это объекты, содержащие перегруженный operator(), который и делает их вызываемыми подобно обычным функциям.
Хотя мы не знаем тип лямбды, есть несколько способов её хранения для использования после определения. Если лямбда ничего не захватывает, то мы можем использовать обычный указатель на функцию. Как только лямбда что-либо захватывает, указатель на функцию больше не будет работать. Однако std::function может использоваться для лямбд, даже если они что-то захватывают:
К сожалению, мы не всегда можем использовать auto. В тех случаях, когда фактический тип лямбды неизвестен (например, из-за того, что мы передаем лямбду в функцию в качестве параметра, и вызывающий объект сам определяет какого типа лямбда будет передана), мы не можем использовать auto. В таких случаях следует использовать std::function :
Результат выполнения программы:
Правило: Используйте auto при инициализации переменных с помощью лямбд и std::function, если вы не можете инициализировать переменную с помощью лямбд.
Общие/Обобщённые лямбды
По большей части лямбда-параметры работают так же, как и обычные параметры функций.
Одним примечательным исключением является то, что, начиная с C++14, нам разрешено использовать auto с параметрами функций.
Примечание: В C++20 обычные функции также могут использовать auto с параметрами.
Если у лямбды есть один или несколько параметров auto, то компилятор определит необходимые типы параметров из вызовов лямбд-выражений.
Поскольку лямбды с одним или несколькими параметрами типа auto потенциально могут работать с большим количество типов данных, то они называются общими (или «обобщёнными», от англ. «generic lambdas») лямбдами.
Рассмотрим использование общей лямбды на практике:
Результат выполнения программы:
June and July start with the same letter
Однако auto не всегда является лучшим выбором. Рассмотрим следующую программу:
Результат выполнения программы:
There are 2 months with 5 letters
Общие лямбды и статические переменные
Следует иметь в виду, что для каждого отдельного типа, выводимого с помощью auto, будет сгенерирована уникальная лямбда. В следующем примере показано, как общая лямбда разделяется на две отдельные:
Результат выполнения программы:
0: hello
1: world
0: 1
1: 2
2: ding dong
В примере, приведенном выше, мы определяем лямбду и затем вызываем её с двумя различными параметрами (строковым литералом и целочисленным типом). При этом генерируются две различные версии лямбды (одна с параметром строкового литерала, а другая — с параметром в виде целочисленного типа).
В большинстве случаев это не существенно. Однако, обратите внимание, что если в общей лямбде используются статические переменные, то эти переменные не являются общими для генерируемых лямбд.
Если бы мы хотели, чтобы callCount был общим для лямбд, то нам пришлось бы объявить его вне лямбды и захватить его по ссылке, чтобы он мог быть изменен лямбдой.
Вывод возвращаемого типа и возвращаемые типы trailing
Если использовался вывод возвращаемого типа, то возвращаемый тип лямбды выводится из стейтментов return внутри лямбды. Если использовался вывод возвращаемого типа, то все возвращаемые стейтменты внутри лямбды должны возвращать значения одного и того же типа (иначе компилятор не будет знать, какой из них ему следует использовать). Например:
Это приведет к ошибке компиляции, так как тип возвращаемого значения первого стейтмента return ( int ) не совпадает с типом возвращаемого значения второго стейтмента return ( double ).
В случае, когда у нас используются разные возвращаемые типы, у нас есть два варианта:
выполнить явные преобразования в один тип;
явно указать тип возвращаемого значения для лямбды и позволить компилятору выполнить неявные преобразования.
Второй вариант обычно является более предпочтительным:
Таким образом, если вы когда-либо решите изменить тип возвращаемого значения, вам (как правило) нужно будет изменить только тип возвращаемого значения лямбды и ничего внутри основной части.
Функциональные объекты Стандартной библиотеки С++
Для основных операций (например, сложения, вычитания или сравнения) вам не нужно писать свои собственные лямбды, потому что Стандартная библиотека С++ поставляется со многими базовыми вызываемыми объектами, которые вы можете использовать. Эти объекты определены в заголовочном файле functional. Например:
Результат выполнения программы:
Вместо преобразования функции greater() в лямбду, мы можем использовать std::greater :
Результат выполнения программы:
Заключение
Лямбда-выражения и библиотека алгоритмов могут показаться излишне сложными по сравнению с обычными решениями, использующими циклы. Однако эта комбинация позволяет выполнять некоторые очень мощные операции всего в несколько строчек кода и может быть куда читабельнее, чем ваши «самописные» циклы. Кроме того, библиотека алгоритмов обладает мощным и простым в использовании параллелизмом, который вы не получите при использовании циклов. Обновление исходного кода, использующего библиотечные функции, проще, чем обновление кода, использующего циклы.
Лямбды великолепны, но они не заменяют обычные функции для всех случаев. Используйте обычные функции для нетривиальных случаев.
Задание №1
При использовании следующего массива:
Результатом выполнения вашей программы должно быть следующее:
Dan is the best student
Показать подсказку
Ответ №1
Задание №2
Используйте std::sort() и лямбду в следующем коде для сортировки времен года по возрастанию средней температуры:
Результатом выполнения вашей программы должно быть следующее:
Winter
Spring
Fall
Summer
Ответ №2
Поделиться в социальных сетях:
Алгоритмы в Стандартной библиотеке С++
Комментариев: 16
В первом задании теста не мог понять, о какой функции max_element() идёт речь. Решил посмотреть что там в подсказке, понятнее не стало.
Погуглил и выяснил, что это алгоритм, подключаемый заголовочным файлом algoritm. В ответе он не подключён.
Использую VisualStudio. Это с моей стороны что-то не так или же нужно просто подключить заголовочный файл?
Все нормально, подключать #include надо
std::string_view::npos — это специальная константа. Точное значение зависит от контекста, но обычно она используется как индикатор достижения конца строки в процессе некоторого поиска.
Функция str.find(«nut») возвращает либо индекс первого элемента подстроки (если она найдена), либо — npos (если такой подстроки не нашлось) 🙂
Почему в первом задании теста uniform-инициализация происходит так:
?
Попробовал в VS второй вариант, и действительно, студия ругается. Но почему, в таком случае, можно спокойно объявить с помощью uniform-инициализации массив std::array целых чисел следующим образом:
И студия не будет ругаться? Почему при объявлении структур таким образом она ругается (говорит, что слишком много значений инициализатора (компилятор)). Нелогично, на мой взгляд.
Потому что ты невнимательный. В твоем примере массив из фундаментальных типов int, и он(int) принимает 1 параметр.
А в случае того же массива из структур Student, и он(Student) принимает 2 параметра.
Будь внимательней.
Вопрос про второй комплект угловых скобок. Причем здесь второй параметр?
На сколько я понял, они здесь вместо знака равно, тоесть обычное присваивание.
Вот мои наблюдения:
«Правило: Используйте auto при инициализации переменных с помощью лямбд и std::function, если вы не можете инициализировать переменную с помощью лямбд.»
А мне кажется, что лучше всегда использовать std::function, тем более что после C++17 и тип возврата, и типы параметров указывать необязательно. На мой взгляд ключевое слово auto уже немного устарел 🙂
Здравствуйте) Если кому то не сложно, не могли бы вы обьяснить предложение «Функция std::max_element() принимает begin и end списка и функцию с двумя параметрами, которая возвращает true, если первый аргумент меньше второго.». Я не совсем понимаю зачем в этой функции нужен третий параметр в виде лямбды. Заранее благодарю всех кто ответит.
Так а как вы собираетесь сравнивать двух студентов между собой? Это же составной тип данных, С++ ничего не знает про сравнение подобных переменных. Поэтому вы сами должны написать эту функцию (в виде лямбды) 🙂
Я прочитала этот урок дважды с перерывом в неделю. И всё равно есть чувство, что я поняла не всё.
Во-первых, урок очень длинный.
Во-вторых, в примерах используется std::string_view, о котором до конца апреля в этих уроках ничего не было. Также используются алгоритмы STL, которые здесь также объяснялись скорее для расширения кругозора.
В-третьих, кусок «Если лямбда ничего не захватывает, мы можем использовать обычный указатель на функцию. Как только лямбда захватывает что-либо, указатель на функцию больше не будет работать. » не ясно, что значит, что лямбда что-то захватывает. Я подозреваю, что это связано с [Capture clause], который здесь никак не поясняется, но должен быть раскрыт в следующем уроке.
В-четвёртых, главное правило данного урока «Используйте auto при инициализации переменных с помощью лямбд и std::function, если вы не можете инициализировать переменную с помощью лямбд.» тоже не до конца раскрыто. Я прочитала пример, но до конца так и не поняла, в чём разница, и как это на практике разделять. Возможно, причина в том, что слово «лямбда» в данном уроке заменяет несколько разных смыслов, связанных с лямбда-выражениями. Скорей всего, речь идёт о том, что когда мы даём имя нашему лямбда-выражению, мы можем указать только тип auto. Или другие, более конкретные типы тоже возможны? Судя по тому, что я прочитала, нет, но ведь auto превращается в конкретный тип из return…
В-пятых, абзац «Если использовался вывод возвращаемого типа, то возвращаемый тип лямбды выводится из стейтментов return внутри лямбды. Если использовался вывод возвращаемого типа, то все возвращаемые стейтменты внутри лямбды должны возвращать значения одного и того же типа…» Два предложения, начинающихся с одного и того же условия «Если использовался вывод возвращаемого типа» почему бы тогда не переписать это как-то так, чтобы не путать читателя:
Если использовался вывод возвращаемого типа:
1) возвращаемый тип лямбды выводится из стейтментов return внутри лямбды
2) все возвращаемые стейтменты внутри лямбды должны возвращать значения одного и того же типа
Хотя нет, даже так не понятно, что имеется в виду под «вывод» — печать на экране? В лямбда-выражении или в вызывающей функции?
В общем, здесь я попыталась проанализировать, что же заставило меня прокрастинировать с этим уроком целую неделю и почему до сих пор даже после второго прочтения у меня нет чувства, что «всё понятно». Хотя, судя по всему, тема несложная.
1. Урок действительно больше обычного урока по С++, но посмотрите на уроки по OpenGL и тогда этот урок Вам не будет казаться таким уж большим 🙂
2. Вместе с этим уроком были добавлены уроки по std::string_view и по алгоритмам.
3. Есть отдельный урок и по лямбда-захватам (они же capture clause).