Programación funcional en C++: características modernas y ejemplos

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Programación funcional en C++: características modernas y ejemplos

La programación funcional (PF) es un paradigma en el que los cálculos se consideran como la evaluación de funciones matemáticas, evitando cambios de estado y datos mutables. Aunque C++ se asocia tradicionalmente con la programación orientada a objetos y procedural, a partir de C++11 y especialmente en C++14/17/20, el lenguaje ha adquirido potentes herramientas para el estilo funcional. En este artículo, analizaremos los conceptos clave que harán que tu código en C++ sea más conciso, seguro y expresivo.

1. Expresiones lambda y closures

Las expresiones lambda son funciones anónimas que se pueden utilizar en el lugar. Se han convertido en la base de la programación funcional en C++. La lambda captura variables del entorno (closure) y puede pasarse a los algoritmos de la STL.

Sintaxis de una expresión lambda

auto lambda = [captura](parámetros) -> tipo_de_retorno { cuerpo };

Ejemplo: ordenación con lambda

#include <iostream>#include <vector>#include <algorithm>

int main() {    std::vector<int> nums = {5, 2, 8, 1, 9};        // Ordenación descendente    std::sort(nums.begin(), nums.end(),               [](int a, int b) { return a > b; });        for (int n : nums) std::cout << n << " "; // 9 8 5 2 1    return 0;}

Closures: captura por valor y por referencia

#include <iostream>#include <vector>#include <algorithm>

int main() {    int threshold = 5;    std::vector<int> data = {1, 6, 3, 8, 2};        // Captura por valor [=] - copia de threshold    auto count_greater = std::count_if(data.begin(), data.end(),                                         [=](int x) { return x > threshold; });        // Captura por referencia [&] - se puede modificar    auto modify = [&](int &x) {         if (x < threshold) x += threshold;     };    std::for_each(data.begin(), data.end(), modify);        std::cout << "Count: " << count_greater << ""; // Count: 2    for (int n : data) std::cout << n << " "; // 6 6 8 8 7    return 0;}

2. Funtores y std::function

Los funtores son objetos de clases que sobrecargan el operador operator(). Pueden almacenar estado y comportarse como funciones. std::function es un envoltorio polimórfico para almacenar cualquier objeto invocable.

Ejemplo de funtor

#include <iostream>

class Adder {private:    int base;public:    Adder(int b) : base(b) {}    int operator()(int x) const { return base + x; }};

int main() {    Adder add5(5);    std::cout << add5(10) << ""; // 15    std::cout << add5(20) << ""; // 25    return 0;}

std::function: envoltorio universal

#include <iostream>#include <functional>#include <vector>

void process(const std::vector<int>& data, std::function<bool(int)> predicate) {    for (int x : data) {        if (predicate(x)) std::cout << x << " ";    }    std::cout << "";}

int main() {    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6};        // Se pueden pasar lambdas    process(numbers, [](int n) { return n % 2 == 0; }); // 2 4 6    process(numbers, [](int n) { return n > 3; });      // 4 5 6        // Y funtores    struct GreaterThan {        int limit;        bool operator()(int n) const { return n > limit; }    };    process(numbers, GreaterThan{4}); // 5 6    return 0;}