关于C++中在模板参数中使用Lambda表达式的问题
问题来源
直接在模板参数中使用lambda表达式不被允许。比如： priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> minHeap; 在最小堆定义中，我们第三个模版是 greater<int>，这个模版参数希望我们传入一个类型，而不是函数，因为模版参数在编译时就确定其类型，所以不可以直接使用函数。也就不能和普通的 bool compare(int x, int y) {} 这样子写然后传入（因为这是一个普通函数）。
所以，模版参数我们可以使用 函数对象 或 使用lambda表达式搭配decltype推导函数表达式 的方法，这样子他们的返回值是允许在模版参数中被传入的。（简单说，如果需要实现一个自定义的比较逻辑，应该使用一个函数对象（functor）或 lambda表达式（配合decltype）来作为模板参数。）
使用如下：
- 返回函数对象：
struct Compare {
bool operator()(const int& a, const int& b) const {
// 自定义比较逻辑
return a > b; // 例如，实现最小堆 （也可以直接用priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> minHeap，这里只是展示一下怎么返回函数对象）
}
};
std::priority_queue<int, std::vector<int>, Compare> minHeap;
- lambda表达式（配合decltype）:
// 定义lambda表达式作为比较函数
auto comp = [](const int& left, const int& right)
{
return left > right;
};
// 使用 decltype 来推断 lambda 表达式的类型
priority_queue<int, vector<int>, decltype(comp)> minHeap(comp);
原因：
- C++的设计强调 类型安全 和 在编译时确定类型信息，因为这会提高程序的性能和类型安全。
- 直接使用lambda可能会导致难以诊断的错误和理解上的困难，因为lambda表达式的隐式类型不容易在错误消息中明确表示。
- 模板参数的类型：C++中，模板参数需要在编译时就确定其类型。对于类型模板参数（如类模板或函数模板的类型参数），这意味着必须使用具体的类型名称。而lambda表达式在C++中是一个匿名函数对象，每个lambda表达式的类型是唯一且不可重复的，并且这个类型是由编译器在编译时自动生成的。
- Lambda表达式的类型：由于lambda表达式是匿名的，它们没有显式的类型名，所以直接在模板参数中引用lambda表达式的类型是不行的。每个lambda表达式的类型虽然可以通过decltype操作符来推导，但在模板参数中直接写一个lambda表达式并没有提供一个类型，而是尝试提供一个具体的对象实例，这与模板参数期望的类型信息不匹配。
解决办法：
- 使用自定义函数
- 使用 Lambda函数，但是需要和
decltype结合（推导表达式类型）。
模版中使用自定义函数
当我们需要使用优先队列定义一个小根堆，这样子使用就可以了 priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> minHeap; ，里面使用了 vector 存放了int 类型的数据。
但是如果内部元素变成了链表（指针域+数据域），并且我们需要对链表节点进行排序的时候，我们就不能用自带的greater比较器了。 但是我们可以通过自定义函数+函数重载写成如下：
#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
using namespace std;
struct ListNode {
int val;
ListNode *next;
ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
};
struct compare {
bool operator()(const ListNode* l, const ListNode* r) {
return l->val > r->val;
}
};
class Solution {
public:
ListNode* mergeKLists(std::vector<ListNode*>& lists) {
std::priority_queue<ListNode*, std::vector<ListNode*>, compare> pq;
...
模版中使用Lambda
问题转化为 -> 使用lambda表达式作为priority_queue比较器
如果我们不使用自定义比较函数，而是使用Lambda表达式，那么需要通过一个lambda表达式初始化一个函数对象，并传递这个对象作为 std::priority_queue 的构造参数。然而，直接在模板参数中使用lambda表达式是不允许的，因为lambda表达式的类型是在编译时自动生成的，每个lambda表达式都有其独特的类型。
为了实现这一点，可以使用 std::function 包装比较lambda表达式，但是注意 std::priority_queue 的模板参数需要一个类型，而不是一个对象。因此，一个常见的做法是定义一个函数对象类型，可以通过创建一个结构体或类，其中包含一个调用运算符（()）来实现这一点。但是，对于直接在 priority_queue 模板参数中使用lambda表达式，通常采取另一种方法：使用 decltype 关键字推断lambda表达式的类型，并结合使用 auto 关键字来声明比较器对象。
基本使用：
auto compare = [](const ListNode* l, const ListNode* r) { return l->val > r->val; };
priority_queue<ListNode*, vector<ListNode*>, decltype(compare)> miniHeap(compare);
详细使用如下：
#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
struct ListNode {
int val;
ListNode *next;
ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
};
int main() {
auto compare = [](const ListNode* lhs, const ListNode* rhs) {
return lhs->val > rhs->val;
};
// 使用 decltype(comp) 作为 priority_queue 的比较类型
priority_queue<ListNode*, std::vector<ListNode*>, decltype(compare)> minHeap(compare);
....
return 0;
}
