【C++】C++11 lambda表达式

ゝ一纸荒年。 2022-09-12 05:52 122阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  0x00 前言
 *  0x01 lambda表达式的概念及声明
 *   *  1.lambda概念
     *  2.lambda声明
 *  0x02 lambda表达式捕获列表
 *  0x03 lambda表达式实例

# 0x00 前言 #

文章中的文字可能存在语法错误以及标点错误，请谅解；

如果在文章中发现代码错误或其它问题请告知，感谢！

# 0x01 lambda表达式的概念及声明 #

## 1.lambda概念 ##

lambda表达式在C++11中被引用，其主要作用是可以不需要为一段逻辑代码而去专门命名一个函数名，并且可以捕获一定范围内的变量，可以方便定义和创建匿名函数，让程序具有更好的可读性和维护性。

## 2.lambda声明 ##

lambda表达式的语法形式如下：

[capture list] (params list) mutable exception-> return type {  function body }

`capture list`：捕获外部变量列表  
`params list`：形参列表，类似普通函数中的参数  
`mutable`：用来修饰值捕获的外部变量  
`exception`：异常设定  
`return type`：返回类型  
`function body`：函数体

一个lambda表达式举例如下：

auto value = [](int input)->int{ return ++input;};
    std::cout << value (1) << std::endl; //输出2

该表达式表示不捕获任何外部变量，只将输入input自加1并返回。

有时候，当lambda返回值很明显可以则可以省略`return type`：

auto value = [](int input){ return ++input;};
    std::cout << value (1) << std::endl; //输出2

我们可以省略某些lambda表达式某些部分来实现功能，常见的情况有以下几种：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>常见形式</th> 
   <th>解释</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>[capture list] (params list) -&gt; return type {function body;};</td> 
   <td>省略了用来修饰值捕获的外部变量，表示声明const类型表达式，不能修改捕获列表中的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>[capture list] (params list) {function body;};</td> 
   <td>省略了返回值类型，但编译器可以根据funciton body中的return推断返回值类型，若没有return则返回值类型为void</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>[capture list] {function body;};</td> 
   <td>省略了参数列表，可以看成无参函数</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

例如当lambda表达式没有形参列表时，可以省略`params list`，例如：

auto value1 = [](){ return 1;};
    auto value2 = []{ return 1;};

# 0x02 lambda表达式捕获列表 #

lambda表达式可以通过捕获列表`capture list`获取指定范围内的变量：  
`[]`:不捕获任何变量。  
`[&value]`按引用捕获 value变量，同时不捕获其他变量。  
`[=value]`按值捕获 value变量，同时不捕获其他变量。  
`[&]`捕获外部作用域中所有变量，并作为引用在函数体`function body`中使用（按引用捕获）。  
`[=]` 捕获外部作用域中所有变量，并作为副本在函数体`function body`中使用（按值捕获）。  
`[=，&value]`按值捕获外部作用域中所有变量，并按引用捕获 value变量。  
`[this]` 捕获当前类中的 this 指针，让 lambda 表达式拥有和当前类成员函数同样的访问权限。如果已经使用了 & 或者 =，就默认添加此选项。捕获 this 的目的是可以在 lamda 中使用当前类的成员函数和成员变量。

举例：  
例1：引用捕获

#include<iostream>
    using namespace std;
    int main()
    { 
        int value = 123;
        auto f = [&value] {  cout << value << endl; }; 
        value = 321;
        f(); 
    }

结果：

321

例2：值捕获

#include<iostream>
    using namespace std;
    int main()
    { 
        int value = 123;
        auto f = [=value] {  cout << value << endl; }; 
        value = 321;
        f(); 
    }

结果：

123

在这个例子中，lambda表达式按值捕获了所有外部变量，在捕获一瞬间，value的值就已经被复制到f中，之后value被修改，但是f中存储的值value仍然还是捕获时的值，因此结果输出时123。

例3：修改捕获变量

#include<iostream>
    using namespace std;
    int main()
    { 
        int value = 123;
        //auto f1 = [=](){ cout << ++value << endl; }; //报错，修改按值捕获的外部变量
        auto f2 = [=]()mutable {  cout << ++value << endl; };
    
        f2(); 
    }

结果：

124

例4：隐式捕获

#include<iostream>
    using namespace std;
    int main()
    { 
        int value = 123;
        auto f1 = [=] {  cout << value << endl; }; 
        auto f2 = [&] {  cout << value << endl; }; 
        value = 321;
        f1(); 
        f2();
    }

结果：

123
    321

例2例3中值捕获或引用捕获都需要确定需要捕获的变量，我们还可以让编译器根据函数体中的代码推断需要捕获哪些变量，该方式称为隐式捕获，\[=\]表示按值捕获方式捕获外部变量，\[&\]表示按引用捕获方式捕获外部变量。

# 0x03 lambda表达式实例 #

例5：从小到大排列

#include <iostream>
    #include <vector>
    #include <algorithm>
    using namespace std;
    
    bool cmp(int a, int b)
    { 
        return  a < b;
    }
    
    int main()
    { 
        vector<int> vec{  3, 2, 5, 7, 3, 2 };
        vector<int> lambdavec(vec);
    
        sort(vec.begin(), vec.end(), cmp); 
        cout << "common:" << endl;
        for (int it : vec)
            cout << it << ' ';
        cout << endl;
    
        sort(lambdavec.begin(), lambdavec.end(), [](int a, int b) -> bool {  return a < b; });   // Lambda表达式
        cout << "lambda:" << endl;
        for (int it : lambdavec)
            cout << it << ' ';
    }

结果：

common:
    2 2 3 3 5 7 
    lambda:
    2 2 3 3 5 7

以上。  
参考文档：  
1.[http://c.biancheng.net/view/3741.html][http_c.biancheng.net_view_3741.html]  
2.[https://www.cnblogs.com/DswCnblog/p/5629165.html][https_www.cnblogs.com_DswCnblog_p_5629165.html]

[http_c.biancheng.net_view_3741.html]: http://c.biancheng.net/view/3741.html
[https_www.cnblogs.com_DswCnblog_p_5629165.html]: https://www.cnblogs.com/DswCnblog/p/5629165.html