C++11中的Lambda表达式

文章目录

C++11中的Lambda表达式
1.lambda表达式形式
2.向lambda传递参数
3.使用捕获列表
4.lambda捕获和返回

C++11中的Lambda表达式

1.lambda表达式形式

lambda表达式具有以下形式

[capture list] (parameter list) -> return type {function body}

其中，[capture list] 是捕获列表，是一个lambda所在函数中定义的局部变量的列表，通常为空。return type、(parameter list)、{function body}和普通函数一样，分别表示返回类型、参数列表、函数体。但是和普通函数不同lambda必须尾置返回。

我们可以忽略参数列表和返回类型，但是必须永远包含捕获列表和函数体。

例如：

c++ 复制代码

auto f = [] {return 42;}

上述例子中，忽略参数列表，表示函数参数为空；忽略返回类型，则会根据函数体中的代码推断出返回类型。

2.向lambda传递参数

和普通的函数类似，调用lambda时给定的实参被用来初始化lambda的形参，通常实参和形参的类型必须匹配。注意：lambda函数不能有默认参数。

例如：

c++ 复制代码

[](const string& a,const string& b) {return a.size() < b.size();}

空捕获列表表明lambda不使用它所在函数中的任何局部变量。

应用如下：

c++ 复制代码

stable_sort(word.begin().word.end(),[](const string& a,const string& b){return a.size() < b.size();});

当stable_sort需要比较两个元素时，它就会调用给定的lambda表达式。

3.使用捕获列表

虽然lambda可以出现在一个函数中，使用其局部变量，但是它只能使用那些明确指明的变量。一个lambda通过将局部变量包含在其捕获列表中来指出将会使用这些变量。

例如：

c++ 复制代码

[sz](const string& a){return a.size() >= sz; }

lambda将捕获sz,函数体将string的大小与sz进行比较。

lambda以[] 开始，我们可以在其中添加以逗号分隔的名字列表，这些名字都是它所在函数中定义的。注意：一个lambda只有在其捕获列表中捕获一个它所在函数中的局部变量，才能在函数体中使用该变量。

另外，一个lambda可以使用定义在函数之外的名字。例如：

c++ 复制代码

for_each(wc,words.begin(),[](const string& s){cout<<s<<"";});

4.lambda捕获和返回

lambda捕获列表
[]	空捕获列表。lambda不能使用所在函数中的变量，一个lambda只有捕获变量后才能使用他们
[names]	names是一个逗号分隔的名字列表，这些名字都是lambda所在函数的局部变量。默认情况下，捕获列表中的变量都被拷贝。名字前如果使用了&,则采用引用捕获方式。
[&]	隐式捕获列表，采用引用捕获方式。lambda体中所使用的来自所在函数的实体都采用引用的方式使用。
[=]	隐式捕获列表，采用值捕获方式。lambda体中所使用的来自所在函数的实体都采用拷贝的方式使用。
[&,identifier_list]	identifier_list 是一个逗号分隔的列表，包含0个或者多个来自所在函数的变量，这些变量采用值捕获方式，而任何隐式捕获的变量都采用引用方式捕获。identifier_list中的名字前面不能使用&。
[=,identifier_list]	identifier_list 是一个逗号分隔的列表，包含0个或者多个来自所在函数的变量，这些变量采用引用捕获方式，而任何隐式捕获的变量都采用值方式捕获。identifier_list中的名字不能包括this,且这些名字之前必须使用&。

1.值捕获

类似参数传递，捕获方式也可以是值捕获或者引用。采用值捕获的前提是变量可以被拷贝。与参数不同，被捕获的变量的值是在lambda创建时拷贝，而不是调用时拷贝。

例如：

C++ 复制代码

void fun1
{
    size_t v1 = 42;
    auto f = [v1]{return v1;};
    v1 = 0;
    auto j = f(); // j的值为42,f保存了我们创建时v1的拷贝
}

2.引用捕获

正如上述例子，我们使用引用捕获：

C++ 复制代码

void fun1
{
    size_t v1 = 42;
    auto f = [&v1]{return v1;};
    v1 = 0;
    auto j = f(); // j的值为0,f保存了我们创建时v1的引用，而非拷贝
}

引用捕获的限制：必须确保被引用的对象，在lambda函数执行时是存在的。

建议：尽量保持lambda的变量捕获简单化。捕获一个普通变量，如int、string或者其他非指针类型，通常可以采用简单的值捕获方式，在此情况下只需关注变量在捕获时，是否有我们所需值就可以了。如果我们捕获一个指针或者迭代器，或采用引用捕获的方式，就必须确保在lambda执行时，绑定到迭代器、指针或引用的对象仍然存在。

应该避免捕获指针或者引用。

3.隐式捕获

除了可以显示列出我们要使用的变量之外，我们还可以让编译器根据lambda函数体中的代码推断我们要使用哪些变量，为了指示编译器推断捕获列表，应在捕获列表中写一个&或者=，&告诉编译器采用引用方式，=则表示采用值捕获方式。例如：

c++ 复制代码

// sz 为隐式捕获，值捕获方式
wc = find_if(words.begin(),words.end(),
             [=](const string& s)
             {return s.size()>sz;});

如果我们希望对一部分变量采用值捕获方式，对其他变量采用引用捕获方式，可以混合使用隐式捕获和显示捕获。

例如：

c++ 复制代码

// os隐式捕获，引用捕获方式;c显示捕获，值捕获方式
for_each(wc,words.begin(),
[&,c](const string& s){os << s << c;});
// os显式捕获，引用捕获方式;c隐式捕获，值捕获方式
for_each(wc,words.begin(),
[=,&os](const string& s){os << s << c;});

当我们混合使用隐式和显示捕获时，捕获列表的第一个元素必须是&或=，此符号指定了默认捕获方式为引用或值。并且显示捕获的变量和隐式捕获的变量必须使用不同的捕获方式。

4.可变lambda

默认情况下，对于值捕获lambda不会改变其值，如果我们希望改变一个被捕获变量的值，就必须在参数列表尾加上关键字mutable。例如：

c++ 复制代码

void fun1
{
    size_t v1 = 42;
    // f可以改变她所捕获的变量的值
    auto f = [v1]() mutable {return ++v1;};
    v1 = 0;
    auto j = f(); // j的值为43
}

另外，一个引用捕获的变量是否可以修改依赖于此引用指向的是const类型还是非const类型。例如：

c++ 复制代码

void fun1
{
    size_t v1 = 42;
    // v1是一个非const变量的引用，可以通过f中的引用来改变它
    auto f = [&v1]() {return ++v1;};
    v1 = 0;
    auto j = f(); // j的值为1
}

5.指定lambda的返回类型

一般情况下lambda返回为void，但是也有需要指定返回类型的时候。

注意：当我们需要为lambda定义返回类型时，必须使用尾置返回类型。例如：

c++ 复制代码

tansform(v1.begin(),v1.end(),v1.begin(),[](int i) -> int 
{if(i < 0) return -i;
else
return i;});

好了，lambda表达式的介绍就到这里。以上所有内容均来自《C++ primer》第5版一书，更详细的内容，可以参考该书。