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C++算法自定义谓词函数对象lambda使用

P粉602998670

发布： 2025-08-31 08:22:01

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C++中谓词用于STL算法实现灵活逻辑，主要包括函数对象、Lambda表达式和函数指针。函数对象可保存状态，适用于复杂判断；Lambda语法简洁，支持捕获外部变量，适合局部短小逻辑；函数指针调用高效但无状态。按需选择：简单临时用Lambda，需状态用函数对象，独立逻辑用函数指针。

c++算法自定义谓词函数对象lambda使用

在C++中，算法常配合谓词使用，以实现灵活的数据处理逻辑。谓词可以是函数指针、函数对象或Lambda表达式。它们广泛用于标准库算法如

sort

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、

find_if

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、

remove_if

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等，用来定义比较、筛选或判断条件。

函数对象作为谓词

函数对象（仿函数）是重载了 operator() 的类实例，可像函数一样调用。它比普通函数更灵活，能保存状态。

示例：按字符串长度排序

定义一个函数对象，用于比较两个字符串的长度：

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>

struct LongerString {
    bool operator()(const std::string& a, const std::string& b) const {
        return a.length() < b.length();
    }
};

int main() {
    std::vector<std::string> words = {"hi", "hello", "cpp", "lambda"};
    std::sort(words.begin(), words.end(), LongerString());

    for (const auto& w : words)
        std::cout << w << " ";
    // 输出: hi cpp hi hello lambda
    return 0;
}

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函数对象的优势在于可携带成员变量，实现有状态的判断逻辑。

Lambda表达式作为谓词

Lambda是C++11引入的匿名函数，语法简洁，适合短小的谓词逻辑。

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示例：筛选长度大于3的字符串

使用

std::find_if

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配合Lambda查找第一个长度超过3的字符串：

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>

int main() {
    std::vector<std::string> words = {"a", "bb", "ccc", "hello"};

    auto it = std::find_if(words.begin(), words.end(),
        [](const std::string& s) { return s.length() > 3; }
    );

    if (it != words.end())
        std::cout << "Found: " << *it;  // 输出: Found: hello
    return 0;
}

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Lambda捕获列表可访问外部变量，增强灵活性。例如

[&threshold]

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捕获局部变量用于条件判断。

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函数指针作为谓词

普通函数也可作为谓词传入算法，适用于无状态、复用性强的逻辑。

示例：使用函数指针排序整数绝对值

bool abs_less(int a, int b) {
    return std::abs(a) < std::abs(b);
}

int main() {
    std::vector<int> nums = {-5, 3, -2, 8, -1};
    std::sort(nums.begin(), nums.end(), abs_less);

    for (int n : nums)
        std::cout << n << " ";  
    // 输出: -1 -2 3 -5 8
    return 0;
}

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函数指针调用开销小，但无法保存状态，灵活性低于函数对象和Lambda。