C++ lambda表达式 (一)
为什么要lambda函数
匿名函数是许多编程语言都支持的概念,有函数体,没有函数名。1958年,lisp首先采用匿名函数,匿名函数最常用的是作为回调函数的值。正因为有这样的需求,c++引入了lambda 函数,你可以在你的源码中内联一个lambda函数,这就使得创建快速的,一次性的函数变得简单了。例如,你可以把lambda函数可在参数中传递给std::sort函数。
#include "stdafx.h"
#include <algorithm> //标准模板库算法库
#include <cmath> //数学库
#include <iostream>
using namespace std; //绝对值排序
void abssort(float* x, unsigned n)
{
//模板库排序函数
std::sort(x, x + n,
// Lambda 开始位置
[](float a, float b)
{
return (std::abs(a) < std::abs(b));
} // lambda表达式结束
);
} int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
float a[] = { 2.1f, 3.5f, 4.0f, 5.2f, 3.3f };
abssort(a, );
for (auto& x : a)
{
cout << x << endl;
}
system("pause");
return ;
}
lambda函数的语法
基本形式如下:
[capture](parameters)->return-type {body}
- []叫做捕获说明符,表示一个lambda表达式的开始。接下来是参数列表,即这个匿名的lambda函数的参数。
- parameters,普通参数列表
- ->return-type表示返回类型,如果没有返回类型,则可以省略这部分。这涉及到c++11的另一特性,参见自动类型推导,最后就是函数体部分。
- capture clause(捕获)
- lambda-parameter-declaration-list (变量列表)
- mutable-specification (捕获的变量可否修改)
- exception-specification (异常设定)
- lambda-return-type-clause (返回类型)
- compound-statement (函数体)
外部变量的捕获规则
默认情况下,即捕获字段为 [] 时,lambda表达式是不能访问任何外部变量的,即表达式的函数体内无法访问当前作用域下的变量。
如果要设定表达式能够访问外部变量,可以在 [] 内写入 & 或者 = 加上变量名,其中 & 表示按引用访问,= 表示按值访问,变量之间用逗号分隔,比如 [=factor, &total] 表示按值访问变量 factor,而按引用访问 total。
不加变量名时表示设置默认捕获字段,外部变量将按照默认字段获取,后面在书写变量名时不加符号表示按默认字段设置,比如下面三条字段都是同一含义:
[&total, factor]
[&, factor]
[=, &total]
#include <functional>
#include <iostream>
using namespace std;int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
//lambd函数对象
auto fl = [](int x, int y){return x + y; };
cout << fl(, ) << endl; function<int(int, int)>f2 = [](int x, int y){return x + y; };
cout << f2(, ) << endl;
system("pause");
return ;
}
不能访问任何局部变量
如何传进去局部变量
int test = ;
//lambd函数对象捕获局部变量
auto fl = [test](int x, int y){return test +x + y; };
cout << fl(, ) << endl;
默认访问所有局部变量
int test = ;
//lambd函数对象捕获所有局部变量
auto fl = [=](int x, int y){return test +x + y; };
cout << fl(, ) << endl;
在C++11中这一部分被成为捕获外部变量
捕获外部变量
[captures] (params) mutable-> type{...} //lambda 表达式的完整形式
在 lambda 表达式引出操作符[ ]里的“captures”称为“捕获列表”,可以捕获表达式外部作用域的变量,在函数体内部直接使用,这是与普通函数或函数对象最大的不同(C++里的包闭必须显示指定捕获,而lua语言里的则是默认直接捕获所有外部变量。)
捕获列表里可以有多个捕获选项,以逗号分隔,使用了略微“新奇”的语法,规则如下
- [ ] :无捕获,函数体内不能访问任何外部变量
- [ =] :以值(拷贝)的方式捕获所有外部变量,函数体内可以访问,但是不能修改。
- [ &] :以引用的方式捕获所有外部变量,函数体内可以访问并修改(需要当心无效的引用);
- [ var] :以值(拷贝)的方式捕获某个外部变量,函数体可以访问但不能修改。
- [ &var] :以引用的方式获取某个外部变量,函数体可以访问并修改
- [ this] :捕获this指针,可以访问类的成员变量和函数,
- [ =,&var] :引用捕获变量var,其他外部变量使用值捕获。
- [ &,var]:只捕获变量var,其他外部变量使用引用捕获。
下面代码示范了这些捕获列表的用法:、
int x = ,y=0;
- auto f1 = [=](){ return x; }; //以值方式捕获使用变量,不能修改
- auto f2 = [&](){ return ++x; }; //以引用方式捕获所有变量,可以修改,但要当心引用无效
- auto f3 = [x](){ return x; }; //以值方式捕获x,不能修改
- auto f4 = [x,&y](){ y += x; }; //以值方式捕获x,以引用方式捕获y,y可以修改
- auto f5 = [&,y](){ x += y;}; //以引用方式捕获y之外所有变量,y不能修改
- auto f6 = [&](){ y += ++x;}; //以引用方式捕获所有变量,可以修改
- auto f7 = [](){ return x ;}; //无捕获,不能使用外部变量,编译错误
值得注意的是变化的捕获发生在了lambda表达式的声明之时,如果使用值方式捕获,即使之后变量的值发生变化,lambda表达式也不会感知,仍然使用最初的值。如果想要使用外部变量的最新值就必须使用引用的捕获方式,但也需要当心变量的生命周期,防止引用失效。
刚才的lambda表达式运行结果是:
- f1(); //以值方式捕获,x,y不发生变化
- f2(); //函数内部x值为0,之后变为1,y没有被修改,值仍然是0;
- f3(); //函数内部x值仍然为0,即f3()==0;
- f4(); //x,y均是0,运算后y仍然是0;
- f5(); //y是0;引用捕获的x是1,运算后x仍然为1;
- f6(); //x,y均引用捕获,运算后x,y均是2
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