C++11 lambda与可变参数模版

1. 类中的移动构造与移动赋值

编译器默认生成条件：

• ​移动构造函数：若未显式声明移动构造、拷贝构造、拷贝赋值或析构函数，且类成员支持移动语义，编译器会自动生成默认移动构造。
• ​移动赋值运算符：生成条件与移动构造类似，且未声明移动赋值运算符。

作用：

• ​资源所有权转移：通过指针窃取而非深拷贝，减少内存复制开销（如 ModernString 类中的 data_ 指针转移）。
• ​异常安全保证：移动操作通常标记为 noexcept，适用于容器扩容等关键场景。
• ​优化临时对象处理：如 std::move(obj) 将左值转为右值引用，触发移动语义。

示例：

class ModernString {
public:
    ModernString(ModernString&& other) noexcept 
        : data_(other.data_), length_(other.length_) {  // 移动构造
        other.data_ = nullptr;  // 原对象置空
    }
    ModernString& operator=(ModernString&& other) noexcept {  // 移动赋值
        if (this != &other) {
            delete[] data_;
            data_ = other.data_;
            other.data_ = nullptr;
        }
        return *this;
    }
};

注意事项：

• 若自定义了拷贝操作，编译器不会自动生成移动操作，需显式定义或使用 = default。
• 内置类型成员按值拷贝，自定义类型成员需自行实现移动语义。

2. default 与 delete 关键字

default：

• ​作用：显式要求编译器生成默认实现的函数（如默认构造、析构）。
• ​适用场景：当类中存在其他构造函数但仍需保留默认构造时。

  class A {
  public:
      A() = default;  // 显式生成默认构造
      A(int x) { /* ... */ }
  };

delete：

• ​作用：禁止特定函数的生成或调用（如禁用拷贝）。
• ​示例：

  class NonCopyable {
  public:
      NonCopyable(const NonCopyable&) = delete;  // 禁用拷贝构造
  };

注意事项：

• delete 可应用于任何函数（包括普通成员函数），而 default 仅限特殊成员函数。
• 替代 C++98 中通过私有化函数实现禁用拷贝的方法，更直观。

3. 可变参数模板

核心机制：

• ​参数包：通过 typename... Args 声明模板参数包，Args... args 声明函数参数包。
• ​展开方式：
  • ​递归展开：需定义终止条件（如空参数包处理）。
  • ​折叠表达式​（C++17）：简化参数包操作，如 (args + ...) 求和。

示例：

// 递归终止函数
template <class T>
void ShowList(const T& t)
{
 cout << t << endl;
}
// 展开函数
template <class T, class ...Args>
void ShowList(T value, Args... args)
{
 cout << value <<" ";
 ShowList(args...);
}
int main()
{
 ShowList(1);
 ShowList(1, 'A');
 ShowList(1, 'A', std::string("sort"));
 return 0;
}

注意事项：

• 参数包不支持直接索引访问，必须通过展开操作。
• 结合 sizeof...(args) 可获取参数包大小。
• 除此之外还可以用逗号表达式展开参数包，这里就不做展示了。

4. STL 的 emplace 系列函数

高效原因：

• ​直接构造：在容器内部直接构造对象，避免临时对象的拷贝/移动（如 vector::emplace_back 直接调用元素的构造函数）。
• ​完美转发：通过 std::forward 保留参数类型（左值/右值），优化传递效率。

示例：

std::vector<std::pair<int, std::string>> vec;
vec.emplace_back(1, "example");  // 直接构造 pair，无需创建临时对象

对比 push_back：

• push_back 需先构造临时对象，再拷贝/移动到容器。
• 对复杂对象（如含大量资源的类），emplace 性能提升显著。

5. Lambda 表达式

语法与原理：

• ​语法：[捕获列表](参数) mutable -> 返回类型 { 函数体 }。
• [capture-list] (parameters) mutable -> return-type { statement }
• ​底层实现：编译器生成匿名类，捕获变量作为成员，重载 operator()。
• lambda表达式各部分说明：
• [capture-list] : 捕捉列表，该列表总是出现在lambda函数的开始位置，编译器根据[]来判断接下来的代码是否为lambda函数，捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供lambda函数使用。
• (parameters)：参数列表。与普通函数的参数列表一致，如果不需要参数传递，则可以
  连同()一起省略。
• mutable：默认情况下，lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量
  性。使用该修饰符时，参数列表不可省略(即使参数为空)。
• ->returntype：返回值类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回值类型，没有返回
  值时此部分可省略。返回值类型明确情况下，也可省略，由编译器对返回类型进行推
  导。
• {statement}：函数体。在该函数体内，除了可以使用其参数外，还可以使用所有捕获
  到的变量。
• 注意：在lambda函数定义中，参数列表和返回值类型都是可选部分，而捕捉列表和函数体可以为空。因此C++11中最简单的lambda函数为：[]{}; 该lambda函数不能做任何事情。

示例：

int x = 10;
auto lambda = [x](int y) mutable { 
    x++;  // 需 mutable 才能修改按值捕获的变量
    return x + y;
};


int main()
{
 vector<Goods> v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2, 
3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } };
 sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){
 return g1._price < g2._price; });
 sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){
 return g1._price > g2._price; });
 sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){
 return g1._evaluate < g2._evaluate; });
 sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2){
 return g1._evaluate > g2._evaluate; });
}

int main()
{
    // 最简单的lambda表达式, 该lambda表达式没有任何意义
   []{}; 
    
    // 省略参数列表和返回值类型，返回值类型由编译器推导为int
    int a = 3, b = 4;
   [=]{return a + 3; }; 
    
    // 省略了返回值类型，无返回值类型
    auto fun1 = [&](int c){b = a + c; }; 
    fun1(10)
    cout<<a<<" "<<b<<endl;
    
    // 各部分都很完善的lambda函数
    auto fun2 = [=, &b](int c)->int{return b += a+ c; }; 
    cout<<fun2(10)<<endl;
    
    // 复制捕捉x
    int x = 10;
    auto add_x = [x](int a) mutable { x *= 2; return a + x; }; 
    cout << add_x(10) << endl; 
    return 0;
}

//lambda表达式实际上可以理解为无名函数，该函数无法直接调用，如果想要直接调用，可借助auto将其赋值给一个变量。

注意事项：

• ​捕获方式：捕捉列表描述了上下文中那些数据可以被lambda使用，以及使用的方式传值还是传引用。
  • [var]：表示值传递方式捕捉变量var
    [=]：表示值传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this)
    [&var]：表示引用传递捕捉变量var
    [&]：表示引用传递捕捉所有父作用域中的变量(包括this)
    [this]：表示值传递方式捕捉当前的this指针
• ​父作用域指包含lambda函数的语句块
• 语法上捕捉列表可由多个捕捉项组成，并以逗号分割。
  比如：[=, &a, &b]：以引用传递的方式捕捉变量a和b，值传递方式捕捉其他所有变量 。 [&，a, this]：值传递方式捕捉变量a和this，引用方式捕捉其他变量
• 捕捉列表不允许变量重复传递，否则就会导致编译错误。
  比如：[=, a]：=已经以值传递方式捕捉了所有变量，捕捉a重复
• 在块作用域以外的lambda函数捕捉列表必须为空.
• 在块作用域中的lambda函数仅能捕捉父作用域中局部变量，捕捉任何非此作用域或者 非局部变量都会导致编译报错。
• lambda表达式之间不能相互赋值，即使看起来类型相同