C++里的函数式编程范式及其语法解析

函数式编程 是一种编程范式，它强调使用纯函数、一等函数和不可变数据。纯函数是指没有副作用的函数，这意味着它不会修改其输入或全局状态。一等函数是指可以像其他值一样传递和使用的函数，这意味着它们可以作为参数传递给其他函数或存储在数据结构中。不可变数据是指不能被修改的数据，这意味着它一旦创建就不能被改变。

C++支持函数式编程，但它不是一门纯函数式编程语言。这意味着它允许使用副作用和可变数据，但它也提供了支持函数式编程的特性，如lambda表达式、函数指针和标准函数库。

lambda表达式 是匿名函数，它可以像其他值一样传递和使用。lambda表达式的语法如下：

[capture list] (parameter list) -> return type {
  body
}

• capture list是捕获列表，它指定lambda表达式可以访问哪些外部变量。
• parameter list是参数列表，它指定lambda表达式接收哪些参数。
• return type是返回值类型，它指定lambda表达式返回什么类型的值。
• body是lambda表达式的函数体，它指定lambda表达式做什么。

函数指针 是指向函数的指针。函数指针的语法如下：

return_type (*function_name)(parameter_list);

• return_type是函数指针指向的函数的返回值类型。
• function_name是函数指针指向的函数的名称。
• parameter_list是函数指针指向的函数的参数列表。

标准函数库 提供了许多支持函数式编程的函数。这些函数包括：

• map()函数：将函数应用到序列中的每个元素。
• filter()函数：从序列中过滤元素。
• reduce()函数：将序列中的元素聚合为单个值。

以下是一个使用C++进行函数式编程的例子：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main() {
  // 创建一个向量
  vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

  // 使用map函数将每个元素平方
  vector<int> squared_numbers = map(
      [](int x) { return x * x; },
      numbers);

  // 使用filter函数过滤掉偶数
  vector<int> odd_numbers = filter(
      [](int x) { return x % 2 == 1; },
      numbers);

  // 使用reduce函数将向量中的元素求和
  int sum = reduce(
      [](int x, int y) { return x + y; },
      numbers);

  // 打印结果
  cout << "Squared numbers: ";
  for (int x : squared_numbers) {
    cout << x << " ";
  }
  cout << endl;

  cout << "Odd numbers: ";
  for (int x : odd_numbers) {
    cout << x << " ";
  }
  cout << endl;

  cout << "Sum: " << sum << endl;

  return 0;
}

这个例子使用map函数将每个元素平方，使用filter函数过滤掉偶数，并使用reduce函数将向量中的元素求和。