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C++ 函数的函数式编程特性有哪些？

WBOY

发布： 2024-04-11 18:12:01

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c++++ 支持函数式编程特性，包括：纯函数：使用 const 修饰符声明，不修改输入或依赖外部状态。不可变性：使用 const 关键字声明变量，无法修改其值。惰性求值：使用 std::lazy 函数创建惰性值，延迟计算表达式。递归：函数调用自身的函数式编程技术，使用 return 自身调用。

C++ 函数的函数式编程特性有哪些？

C++ 函数的函数式编程特性

函数式编程（FP）是一种编程范式，强调使用纯函数、不变性、惰性求值和递归。C++ 支持 FP 特性，包括：

纯函数

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纯函数不修改其输入，也不依赖外部状态。在 C++ 中，可以用 const 修饰符声明纯函数：

const int add(int x, int y) {
  return x + y;
}

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不可变性

不可变对象无法修改其值。在 C++ 中，可以使用 const 关键字声明不可变变量：

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const int x = 5;
x = 6; // 错误，不可变变量不能修改

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惰性求值

惰性求值延迟计算表达式，直到需要其值。在 C++ 中，可以使用 std::lazy 库中的 std::make_lazy 函数创建惰性值：

std::lazy<int> x = std::make_lazy([] { return 5; });
std::cout << *x << "\n"; // 打印 5

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递归

递归是函数调用自身的函数式编程技术。在 C++ 中，递归函数可以使用关键字 return 自身调用：

int factorial(int n) {
  if (n == 0) return 1;
  return n * factorial(n - 1);
}

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实战案例

以下代码展示了 C++ 中 FP 特性的实际应用：

#include <array>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <numeric>

int main() {
  // 纯函数：计算数组元素和
  const auto sum = [](auto xs) { return std::accumulate(xs.begin(), xs.end(), 0); };

  // 不可变数组
  const std::array<int, 5> xs = {1, 2, 3, 4, 5};

  // 惰性求值：惰性求值一个纯函数
  std::lazy<int> sum_lazy = std::make_lazy([xs] { return sum(xs); });

  // 递归：计算斐波那契数列
  const auto fib = [](auto n) {
    return n == 0 ? 0 : (n == 1 ? 1 : fib(n - 1) + fib(n - 2));
  };

  // 输出值
  std::cout << "数组和：" << *sum_lazy << "\n";
  std::cout << "斐波那契数：" << fib(10) << "\n";
  return 0;
}

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