C++ Lambda表达式：简化自定义排序的利器

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目录

引出问题

常规比较器

Lambda表达式的定义与功能

返回结果的逻辑

使用格式

使用范围

示例：使用Lambda进行多维度排序

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引出问题

在C++的STL中，std::sort是一个非常强大的算法，它能够对容器中的元素进行排序。然而，默认情况下，std::sort只会按照元素的默认顺序进行排序，这通常不符合我们的需求。特别是当我们需要对自定义数据类型进行排序时，std::sort并不知道我们的排序标准。这时，我们需要提供一个自定义的比较函数作为std::sort的第三个参数，来定义我们自己的排序逻辑。

常规比较器

在C++中，我们通常会定义一个专门的比较函数来解决多维度排序问题。例如，如果我们有一个结构体DimN，它包含多个维度的数据，我们可以定义如下比较函数：

struct DimN {
    int x, y, z, w;
};

bool compareDimN(const DimN& a, const DimN& b) {
    if (a.x != b.x) return a.x < b.x;
    if (a.y != b.y) return a.y < b.y;
    if (a.z != b.z) return a.z < b.z;
    return a.w < b.w; // 按照x, y, z, w的顺序进行排序
}

使用这个比较函数，我们可以对包含DimN类型元素的容器进行排序：

vector<DimN> vec = {{1, 2, 3, 4}, {4, 3, 2, 1}, {2, 2, 3, 2}};
sort(vec.begin(), vec.end(), compareDimN);

Lambda表达式的定义与功能

Lambda表达式是C++11引入的一种便捷的匿名函数语法。它允许你在需要时快速定义一个函数对象，而无需编写完整的函数定义。

返回结果的逻辑

Lambda表达式的返回值代表比较的结果。如果返回true，则表示第一个参数应该排在第二个参数之前；如果返回false，则表示第一个参数应该排在第二个参数之后。

使用格式

Lambda表达式的一般格式如下：

[捕获子句](参数列表) -> 返回类型 { 函数体 }

• 捕获子句：定义了Lambda可以访问的外部变量。
• 参数列表：Lambda表达式接受的参数。
• 返回类型：如果函数体中只有一条返回语句，可以省略返回类型，否则需要显式指定。

使用范围

Lambda表达式可以在任何需要函数对象的地方使用，包括但不限于算法的比较器、事件处理、线程参数等。

示例：使用Lambda进行多维度排序

以下是使用Lambda表达式对不同维度的数据类型进行排序的示例：

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

using namespace std;

// 定义具有多个维度的结构体
struct Dim2 {
    int x, y;
};

struct Dim3 {
    int x, y, z;
};

struct Dim4 {
    int w, x, y, z;
};

int main() {
    // 对二维数据进行排序
    vector<Dim2> vec2 = {{3, 2}, {1, 4}, {2, 1}};
    sort(vec2.begin(), vec2.end(), [](const Dim2& a, const Dim2& b) {
        return a.x < b.x || (a.x == b.x && a.y < b.y);
    });

    // 对三维数据进行排序
    vector<Dim3> vec3 = {{3, 2, 1}, {1, 4, 3}, {2, 1, 2}};
    sort(vec3.begin(), vec3.end(), [](const Dim3& a, const Dim3& b) {
        if (a.x != b.x) return a.x < b.x;
        if (a.y != b.y) return a.y < b.y;
        return a.z < b.z;
    });

    // 对四维数据进行排序
    vector<Dim4> vec4 = {{1, 2, 3, 4}, {4, 3, 2, 1}, {2, 2, 3, 2}};
    sort(vec4.begin(), vec4.end(), [](const Dim4& a, const Dim4& b) {
        if (a.w != b.w) return a.w < b.w;
        if (a.x != b.x) return a.x < b.x;
        if (a.y != b.y) return a.y < b.y;
        return a.z < b.z;
    });

    // 打印排序结果
    for (const auto& v : vec2) cout << "(" << v.x << ", " << v.y << ") ";
    cout << endl;

    for (const auto& v : vec3) cout << "(" << v.x << ", " << v.y << ", " << v.z << ") ";
    cout << endl;

    for (const auto& v : vec4) cout << "(" << v.w << ", " << v.x << ", " << v.y << ", " << v.z << ") ";
    cout << endl;

    return 0;
}

注释：

• 在Lambda表达式中，我们使用了早期返回（early return）的方式，一旦某个维度的比较结果确定，就立即返回结果，这样可以减少不必要的比较。
• 每个维度的比较都是独立的，如果当前维度相等，则继续比较下一个维度。
• 对于Dim4结构体，我们按照w, x, y, z的顺序进行排序。

Lambda表达式提供了一种非常灵活的方式来定义和使用小的、匿名的函数，它们在编写自定义排序逻辑时尤其有用。通过上述示例，我们可以看到Lambda表达式如何简化多维度排序的实现。希望这篇文章能够帮助你更好地理解Lambda表达式在C++中的使用。

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