[C++] ラムダ式: 知っておきたい使い方と活用例

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
int main() {
    // ラムダ式の定義
    auto lambdaFunction = [](int x) {
        return x * x; // 引数を二乗する
    };
    // ラムダ式の使用
    std::cout << "5の二乗は: " << lambdaFunction(5) << std::endl; // 5の二乗を出力
    return 0;
}

5の二乗は: 25

[キャプチャリスト](引数リスト) -> 戻り値の型 {
    // 関数の本体
}

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 値をキャプチャして二乗するラムダ式
    std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(), [](int x) {
        std::cout << x * x << " "; // 各要素を二乗して出力
    });
    std::cout << std::endl; // 改行
    return 0;
}

1 4 9 16 25

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
int main() {
    std::vector<int> numbers = {5, 3, 8, 1, 2};
    // 降順にソートするラムダ式
    std::sort(numbers.begin(), numbers.end(), [](int a, int b) {
        return a > b; // aがbより大きい場合にtrueを返す
    });
    // ソート結果の出力
    for (int num : numbers) {
        std::cout << num << " "; // ソートされた要素を出力
    }
    std::cout << std::endl; // 改行
    return 0;
}

8 5 3 2 1

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
    std::vector<int> evenNumbers;
    // 偶数をフィルタリングするラムダ式
    std::copy_if(numbers.begin(), numbers.end(), std::back_inserter(evenNumbers), [](int x) {
        return x % 2 == 0; // 偶数の場合にtrueを返す
    });
    // フィルタリング結果の出力
    for (int num : evenNumbers) {
        std::cout << num << " "; // 偶数を出力
    }
    std::cout << std::endl; // 改行
    return 0;
}

2 4 6

#include <chrono>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <thread>

void asyncOperation(std::function<void()> callback) {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 2秒待機
    callback(); // コールバックを呼び出す
}
int main() {
    // コールバックとしてラムダ式を使用
    asyncOperation([]() {
        std::cout << "非同期処理が完了しました。"
                  << std::endl; // 完了メッセージを出力
    });
    std::cout << "処理中..." << std::endl; // 処理中のメッセージを出力
    return 0;
}

処理中...
非同期処理が完了しました。

#include <iostream>
int main() {
    int x = 10;
    // 値キャプチャ
    auto valueCaptureLambda = [x]() mutable {
        // xを変更する
        int y = x + 5; // xの値を使用
        std::cout << "値キャプチャ: " << y << std::endl; // 15を出力
    };
    // 参照キャプチャ
    auto referenceCaptureLambda = [&x]() {
        x += 5; // xを変更する
        std::cout << "参照キャプチャ: " << x << std::endl; // 15を出力
    };
    valueCaptureLambda(); // 値キャプチャの呼び出し
    referenceCaptureLambda(); // 参照キャプチャの呼び出し
    std::cout << "最終的なxの値: " << x << std::endl; // 15を出力
    return 0;
}

値キャプチャ: 15
参照キャプチャ: 15
最終的なxの値: 15

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    // ラムダ式を使用して合計を計算
    int sum = 0;
    std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(), [&sum](int x) {
        sum += x; // 合計を計算
    });
    std::cout << "合計: " << sum << std::endl; // 合計を出力
    return 0;
}

合計: 15

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
// 関数オブジェクトの定義
struct Adder {
    int& sum; // 合計を保持する参照
    Adder(int& s) : sum(s) {} // コンストラクタ
    void operator()(int x) {
        sum += x; // 合計を計算
    }
};
int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    int sum = 0;
    // 関数オブジェクトを使用して合計を計算
    std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(), Adder(sum));
    std::cout << "合計: " << sum << std::endl; // 合計を出力
    return 0;
}

合計: 15

#include <iostream>
int main() {
    auto multiply = [](double a, double b) {
        return a * b; // 戻り値の型は自動的に推論される
    };
    std::cout << "3.5 * 2.0 = " << multiply(3.5, 2.0) << std::endl; // 7.0を出力
    return 0;
}

3.5 * 2.0 = 7

#include <iostream>
#include <functional> // std::functionを使用するために必要
int main() {
    std::function<int(int)> fibonacci = [&](int n) {
        if (n <= 1) return n; // 基本ケース
        return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2); // 再帰呼び出し
    };
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        std::cout << fibonacci(i) << " "; // フィボナッチ数列を出力
    }
    std::cout << std::endl; // 改行
    return 0;
}

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34

#include <iostream>
#include <vector>
#include <numeric> // std::accumulateを使用するために必要
int main() {
    std::vector<int> intNumbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::vector<double> doubleNumbers = {1.1, 2.2, 3.3};
    // テンプレート化されたラムダ式
    auto sum = [](auto& numbers) {
        return std::accumulate(numbers.begin(), numbers.end(), 0.0); // 合計を計算
    };
    std::cout << "整数の合計: " << sum(intNumbers) << std::endl; // 整数の合計を出力
    std::cout << "浮動小数点数の合計: " << sum(doubleNumbers) << std::endl; // 浮動小数点数の合計を出力
    return 0;
}

整数の合計: 15
浮動小数点数の合計: 6.6

#include <iostream>
int main() {
    int x = 10;
    // mutableを使用したラムダ式
    auto modifyX = [x]() mutable {
        x += 5; // xを変更する
        std::cout << "ラムダ内のx: " << x << std::endl; // 15を出力
    };
    modifyX(); // ラムダ式を呼び出す
    std::cout << "外部のx: " << x << std::endl; // 10を出力
    return 0;
}

ラムダ内のx: 15
外部のx: 10

[キャプチャリスト](引数リスト) -> 戻り値の型 {
    // 関数の本体
}

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    // autoを使った引数の型推論
    auto print = [](auto x) {
        std::cout << x << " "; // 引数を出力
    };
    std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(), print); // ラムダ式を使用
    std::cout << std::endl; // 改行
    return 0;
}

#include <iostream>
constexpr auto square = [](int x) {
    return x * x; // コンパイル時に評価される
};
int main() {
    constexpr int result = square(5); // コンパイル時に計算
    std::cout << "5の二乗は: " << result << std::endl; // 25を出力
    return 0;
}

#include <iostream>
int main() {
    // テンプレートラムダ
    auto print = [](auto x) {
        std::cout << x << " "; // 引数を出力
    };
    print(10); // 整数を出力
    print(3.14); // 浮動小数点数を出力
    print("Hello"); // 文字列を出力
    std::cout << std::endl; // 改行
    return 0;
}