C++模拟面试：宏、lambda、智能指针闲谈

有时候出于种种目的，我们会用宏来写一些函数。有人称之为宏函数。下面我们来模拟一场面试：

面试官

先来个简单的热热身，用宏实现求两个数最大值。

#define MAX(x, y) ((x) > (y) ? (x) : (y))

调用的时候：

int m = MAX(1, 10);

double m1 = MAX(1.0, 10.0)

借助三目运算符，这种一行的表达式很方便的可以做成宏函数。其实我觉得叫做函数宏可能更准确。因为从偏正短语的文法角度讲，『宏』才是中心词，应该放后面。好了，不上语文课了。

为什么我想强调宏，而不是函数。因为并不是所有带括号的宏，都能当成『函数』使用。比如：

#define FOO(name, score) score_map[name]=score; if (score > max_score) max_score = score;

宏就是机械地展开，带上参数，也就是增加了一点变量的味道，但并不是所有带参数的宏都能模拟『返回值』的效果，所以也就不是所有带参数的宏，都能当成宏函数……所谓的宏函数其实是一种巧合。

看到这里，你可能觉得我说了一堆废话，那我们继续：

面试官

在某项目中有这样一个老代码：

/* str: 待分割字符串
 * vec: 出参。存储分割后的字符串数组
 * sep: 分隔符 */
void str2vec(const string& str, vector<string>& vec, char sep);

使用这个函数，实现一个宏：STR2VEC，使得它有这种效果：

auto vec = STR2VEC(str, sep);

题意解析一下，就是我们经常看到类似的split或者string转vector的函数。都需要这样使用：

string str = "abc:xxxx:123";

vector<string> vec;
str2vec(str, vec, ':');

单就这个需求来说，不需要用宏之类的。定义一个重载函数，比较好转换。当然这是一个抽象后的问题，大概知道有时候有这样一类需求，不是像三目运算符那样可以一行求值，当成函数用。需要一些额外操作才能出值，这时候怎么变成宏函数呢？

既然2020年了，那么肯定有C++11，那便有lambda了。lambda很多人都有用。通常我们调用lambda需要先定义，再调用，比如：

    auto fun = [](const string& str, char sep) {
        vector<string> vec;
        str2vec(str, vec, sep);
        return vec;
    };
    auto v = fun("abc:xxxx:123", ':');

可是这个怎么结合宏函数，变成一行调用的形式呢？

今天来介绍一种『原地调用』的lambda写法。

上述两个语句其实可以合并：

    [](const string& str, char sep) {
        vector<string> vec;
        str2vec(str, vec, sep);
        return vec;
    }("abc:xxxx:123", ':');

那么实现这个宏函数就不难了。

#define STR2VEC(STR, SEP) [](const string& str, char sep) { \
        vector<string> vec;\
        str2vec(str, vec, sep);\
        return vec;\
    }(STR, SEP);

就可以完成这种调用了：

    auto v = STR2VEC("abc:xxxx:123", ':');

面试官

不错，你提了lambda，也提到了lambda可以原地调用。其实当lambda无参数的时候，写起来会更简单。

嗯。没错，再写一个版本：

#define STR2VEC(STR, SEP) [&] { \
        vector<string> vec;\
        str2vec(STR, vec, SEP);\
        return vec;\
    }();

当无参的时候， [] 后面的参数声明可以直接省略了。是不是更简洁了。

lamba形式繁多，在无参的时候，可以省略参数列表。另外其实完整版的lamba是连返回值类型也要声明的。但在编译器能正确推导返回值类型的时候，通常我们省略了。看一个完全体的lambda表达式：

[] (int x, int y) -> int { int z = x + y; return z; }

面试官

我们继续，有一个策略类型Strategy，封装了很多计算操作。

有一个全局的策略map。可以通过策略名，找到对应的策略指针来指针。

需要写一个lambda内部有一系列拼装策略名称的逻辑（可以...）。当能走strategy_map中找到的时候，返回对应的策略指针，可能存在找不到的场景。

看下我这个代码有什么问题：

// 声明
unordered_map<string, Strategy*> strategy_map;
...
// 某文件中的lambda

auto fun = [&] {

    //引用捕获了一些外部数据，用以拼装得到策略名称name
    // ... 获取name的逻辑
    auto it = strategy_map.find(name);
    if (it != strategy_map.end();)  {
        return it->second;

    } else {
        return nullptr;
    }

};
...
auto stg = fun();
if (stg != nullptr) {
    stg->run();
}

问题就是简化版的lambda，无返回值声明。然而这个lambda内部可能返回两种类型。一种是Strategy*，另外一种是nullptr_t，编译会失败。

面试官

那可以怎么修改呢？

我想到两种办法。第一种是加上返回值声明，但是要加上返回值声明，参数列表也要一起补全。

auto fun = [&]() -> Strategy*{
    //引用捕获了一些外部数据，用以拼装得到策略名称name
    // ... 获取name的逻辑
    auto it = strategy_map.find(name);
    if (it != strategy_map.end();)  {
        return it->second;
    } else {
        return nullptr;
    }
};

还有一种可以不加上参数声明和返回值声明。但是要修改一下策略map的设计，使之能够让编译器推导出类型。我觉得此处用智能指针可能更好。

// 声明
unordered_map<string, shared_ptr<Strategy>> strategy_map;
...

auto fun = [&] {
    //引用捕获了一些外部数据，用以拼装得到策略名称name
    // ... 获取name的逻辑
    auto it = strategy_map.find(name);
    if (it != strategy_map.end();)  {
        return it->second;
    } else {
        return shared_ptr<Strategy>(); 
    }
};

shared_ptr<>()直接构造出来的对象和nullptr做比较返回是相等的！

这点和make_shared<>()不同哦！

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原文地址：https://cloud.tencent.com/developer/article/1915062