Exercises_02_Lambdas.md

Aufgaben zu Lambda-Funktionen

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Lösungen

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Überblick

Aufgabe	Beschreibung
Aufgabe 1	Einfache Realisierung einer Lambda-Funktion (Voraussetzungen: Algorithmus std::for_each, bei Bedarf auch std::generate)
Aufgabe 2	Taschenrechner mit Lambda-Funktionen (Voraussetzungen: Container std::map, Klasse std::pair)
Aufgabe 3	Quiz mit Lambda-Funktionen

Tabelle 1: Aufgaben zu Lambdas.

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Aufgabe 1: Einfache Realisierung einer Lambda-Funktion

Voraussetzungen: Algorithmus std::for_each, bei Bedarf auch std::generate

Erstellen Sie eine leeres Visual C++ Projekt, fügen Sie nachstehenden Quellcode dort ein und bringen Sie das Programm zum Laufen.

Ergänzen Sie das Programm um eine Lambda-Funktion, die dieselbe Funktionalität wie Funktion evenOrOdd hat, nur eben als Lambda-Funktion realisiert. Entwickeln Sie des weiteren eine Klasse EvenOrOdd, die die Funktionalität von Funktion evenOrOdd als ausführbares Objekt repräsentiert.

bool evenOrOdd(int val) {

    if ((val % 2) == 0) {
        std::cout << val << " is even." << std::endl;
        return true;
    }
    else {
        std::cout << val << " is odd." << std::endl;
        return false;
    }
}

Erweitern Sie Ihre Realisierung so, dass der Divisor (Nenner) variabel ist:

Abbildung 1: Dividend, Divisor und Quotient.

Dabei soll der Divisor

• durch eine Variable aus dem Kontext ("Closure")
• durch eine Variable in der Zugriffsklausel ("Capture Clause")

bestimmt werden.

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Aufgabe 2: Taschenrechner mit Lambda-Funktionen

Voraussetzungen: Container std::map, Klasse std::pair, Klasse std::function

Erstellen Sie ein std::map-Objekt vom Typ std::map<char, std::function<double(double, double)>>. Der zweite Parameter std::function<double(double, double)> ist so ausgelegt, dass er Lambda-Objekte mit zwei double-Parametern und Rückgabewert double akzeptiert. Also zum Beispiel

map.insert(std::make_pair('+', [](double a, double b) { return a + b; }));

oder gerne auch kompakter:

map['+'] = [](double a, double b) { return a + b; };

Der erste Wert des std::pair Objekts ist eine char-Variable und spezifiziert die arithmetische Operation, also eine Addition im vorliegenden Beispiel.

Erstellen Sie ein std::map-Objekt, dass für die 4 Grundrechenarten entsprechende Lambda-Objekte besitzt. Schreiben Sie eine C++-Konsolen-Anwendung, die 2 double-Werte von der Konsole einliest und die entsprechenden Grundrechenarten ausführt. Ein Testrahmen für Ihre Anwendungen könnte so aussehen:

std::map<char, std::function<double(double, double)>> calculator = createCalculator();
double op1, op2;
char op;

std::cout << "Enter first Operand: ";
std::cin >> op1;
std::cout << "Enter second Operand: ";
std::cin >> op2;
std::cout << "Enter operation (+, -, *, /): ";
std::cin >> op;

// do the math
double result = calculator[op](op1, op2);
std::cout << "Result: " << op1 << ' ' << op << ' ' << op2 << " = " << result << '.' << std::endl;

Ausgabe:

Enter first Operand: 1.5
Enter second Operand: 2.7
Enter operation (+, -, *, /): +
Result: 1.5 + 1.5 = 4.2.

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Aufgabe 3: Quiz mit Lambda-Funktionen

Betrachten Sie die vier Methoden test_01, test_02, test_03 und test_04: Erraten Sie die Ausgabe? Begründen Sie Ihre Antworten.

Quiz 1:

#include <iostream>

int main ()
{
    int variable{ 1 };
    auto lambda{
        [variable]() mutable {
            std::cout << "Variable: " << variable << std::endl;
            variable++;
        }
    };

    // invoke lambda three times
    lambda();
    lambda();
    lambda();

    std::cout << "Variable: " << variable << std::endl;
}

Quiz 2:

#include <iostream>

int main ()
{
    auto L = [val = 10]() mutable { std::cout << val++ << std::endl; };
    L();
    L();
    L();
    L();
    L();
    auto LC = L;
    LC();
    LC();
    LC();
    L();
}

Quiz 3:

#include <iostream>

int main ()
{
    int i{ };
    
    // create a lambda named 'count'
    auto count{ [i]() mutable { std::cout << ++i << std::endl; } };
    
    // invoke lambda
    count();
    
    // create a copy of lambda 'count'
    auto otherCount{ count };
    
    // invoke both lambda 'count' and the copy
    count();
    otherCount();
}

Quiz 4:

#include <iostream>
#include <functional>

void invoke(const std::function<void(void)>& fn)
{
    fn();
}

int main ()
{
    int i{ };

    auto count{ [i]() mutable { std::cout << ++i << std::endl; } };

    invoke(count);
    invoke(count);
    invoke(count);
}

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