从指针到 lambda：C++ 函数发展的里程碑

c++++ 的函数发展历经了指针、引用和 lambda 表达式三个里程碑：指针允许函数间接访问和修改变量的值。引用提供了一种更安全的方式来访问变量，指向变量本身而不是其地址。lambda 表达式是匿名函数语法，简化了函数的定义和传递。

从指针到 Lambda：C++ 函数发展的里程碑

前言

函数是 C++ 编程语言中的基本构建块，它们在代码可重用性、函数抽象和内存管理方面扮演着至关重要的角色。随着 C++ 的发展，函数的实现方式也发生了显著变化，从传统的指针到强大的 lambda 表达式。本文将探讨 C++ 中函数发展的里程碑，并通过实战案例进行说明。

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1. 指针

指针是 C++ 中函数发展的第一个里程碑。指针变量存储了另一个变量的地址，允许函数间接访问和修改该变量的值。以下代码示例展示了如何使用指针传递函数参数：

void swap(int *a, int *b) {
  int temp = *a;
  *a = *b;
  *b = temp;
}

int main() {
  int x = 10;
  int y = 20;
  swap(&x, &y);  // 传递指针参数
  cout << "x: " << x << ", y: " << y << endl;  // 10 20
}

2. 引用

引用是 C++ 引入的更安全的指针替代方案。引用直接指向另一个变量，而不是存储其地址。这消除了指针的复杂性和潜在错误，并确保了函数参数始终指向有效的变量。以下示例展示了引用的用法：

void swap(int &a, int &b) {
  int temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

int main() {
  int x = 10;
  int y = 20;
  swap(x, y);  // 传递引用参数
  cout << "x: " << x << ", y: " << y << endl;  // 10 20
}

3. Lambda 表达式

Lambda 表达式是 C++11 引入的匿名函数语法。它们允许在不创建命名函数的情况下定义和传递函数。Lambda 表达式通常用于简化事件处理、函数对象和闭包。以下示例展示了 lambda 表达式的用法：

auto sum = [](int a, int b) { return a + b; };

int main() {
  int result = sum(10, 20);
  cout << result << endl;  // 30
}

实战案例：函数指针与 Lambda 表达式

让我们考虑一个实战案例，其中函数指针和 lambda 表达式被用于实现一个排序算法。

// 比较函数的函数指针
int compare_ints(const int *a, const int *b) {
  return *a - *b;
}

// 比较函数的 Lambda 表达式
auto compare_ints_lambda = [](const int *a, const int *b) {
  return *a - *b;
};

int main() {
  int arr[] = {3, 1, 4, 2, 5};
  qsort(arr, 5, sizeof(int), compare_ints);  // 使用函数指针排序

  // lambda 表达式与 std::sort 函数配合使用
  std::sort(arr, arr + 5, compare_ints_lambda);

  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    cout << arr[i] << " ";
  }  // 1 2 3 4 5
}

此示例展示了函数指针（compare_ints）和 lambda 表达式（compare_ints_lambda）如何用于实现相同的比较函数。通过使用 lambda 表达式，我们可以简化排序算法的实现，使其更易于阅读和理解。

结论

从指针到 lambda 表达式，C++ 中函数的发展是一段持续的创新和简化的旅程。每一步都带来了新的功能和效率，使程序员能够构建更优雅、更强大的应用程序。通过理解这些里程碑，我们可以充分利用 C++ 的函数功能，并编写更加清晰、可维护和高效的代码。

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