C++ 11 Lambda表達(dá)式

C++11的一大亮點(diǎn)就是引入了Lambda表達(dá)式。利用Lambda表達(dá)式，可以方便的定義和創(chuàng)建匿名函數(shù)。對(duì)于C++這門語(yǔ)言來(lái)說(shuō)來(lái)說(shuō)，“Lambda表達(dá)式”或“匿名函數(shù)”這些概念聽(tīng)起來(lái)好像很深?yuàn)W，但很多高級(jí)語(yǔ)言在很早以前就已經(jīng)提供了Lambda表達(dá)式的功能，如C#，Python等。今天，我們就來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下C++中Lambda表達(dá)式的簡(jiǎn)單使用。(雖說(shuō)現(xiàn)在已經(jīng)C++14了哈哈)。

聲明Lambda表達(dá)式

Lambda表達(dá)式完整的聲明格式如下：

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

各項(xiàng)具體含義如下

1. capture list：捕獲外部變量列表
2. params list：形參列表
3. mutable指示符：用來(lái)說(shuō)用是否可以修改捕獲的變量
4. exception：異常設(shè)定
5. return type：返回類型
6. function body：函數(shù)體

此外，我們還可以省略其中的某些成分來(lái)聲明“不完整”的Lambda表達(dá)式，常見(jiàn)的有以下幾種：

序號(hào)格式1[capture list] (params list) -> return type {function body}2[capture list] (params list) {function body}3[capture list] {function body}

其中：

• 格式1聲明了const類型的表達(dá)式，這種類型的表達(dá)式不能修改捕獲列表中的值。
• 格式2省略了返回值類型，但編譯器可以根據(jù)以下規(guī)則推斷出Lambda表達(dá)式的返回類型： （1）：如果function body中存在return語(yǔ)句，則該Lambda表達(dá)式的返回類型由return語(yǔ)句的返回類型確定； （2）：如果function body中沒(méi)有return語(yǔ)句，則返回值為void類型。
• 格式3中省略了參數(shù)列表，類似普通函數(shù)中的無(wú)參函數(shù)。
• 講了這么多，我們還沒(méi)有看到Lambda表達(dá)式的廬山真面目，下面我們就舉一個(gè)實(shí)例。

#include

#include

#include

using namespace std;

bool cmp(int a, int b)

{

return a <>

}

int main()

{

vector myvec{ 3, 2, 5, 7, 3, 2 };

vector lbvec(myvec);

sort(myvec.begin(), myvec.end(), cmp); // 舊式做法

cout < 'predicate="" function:'=""><>

for (int it : myvec)

cout < it="">< '="">

cout <>

sort(lbvec.begin(), lbvec.end(), [](int a, int b) -> bool { return a < b;="" });="">

cout < 'lambda="" expression:'=""><>

for (int it : lbvec)

cout < it="">< '="">

}

在C++11之前，我們使用STL的sort函數(shù)，需要提供一個(gè)謂詞函數(shù)。如果使用C++11的Lambda表達(dá)式，我們只需要傳入一個(gè)匿名函數(shù)即可，方便簡(jiǎn)潔，而且代碼的可讀性也比舊式的做法好多了。

下面，我們就重點(diǎn)介紹一下Lambda表達(dá)式各項(xiàng)的具體用法。

捕獲外部變量

Lambda表達(dá)式可以使用其可見(jiàn)范圍內(nèi)的外部變量，但必須明確聲明（明確聲明哪些外部變量可以被該Lambda表達(dá)式使用）。那么，在哪里指定這些外部變量呢？Lambda表達(dá)式通過(guò)在最前面的方括號(hào)[]來(lái)明確指明其內(nèi)部可以訪問(wèn)的外部變量，這一過(guò)程也稱過(guò)Lambda表達(dá)式“捕獲”了外部變量。

我們通過(guò)一個(gè)例子來(lái)直觀地說(shuō)明一下：

#include

using namespace std;

int main()

{

int a = 123;

auto f = [a] { cout < a="">< endl;="">

f(); // 輸出：123

//或通過(guò)“函數(shù)體”后面的'()’傳入?yún)?shù)

auto x = [](int a){cout < a=""><>

}

上面這個(gè)例子先聲明了一個(gè)整型變量a，然后再創(chuàng)建Lambda表達(dá)式，該表達(dá)式“捕獲”了a變量，這樣在Lambda表達(dá)式函數(shù)體中就可以獲得該變量的值。

類似參數(shù)傳遞方式（值傳遞、引入傳遞、指針傳遞），在Lambda表達(dá)式中，外部變量的捕獲方式也有值捕獲、引用捕獲、隱式捕獲。

1、值捕獲

值捕獲和參數(shù)傳遞中的值傳遞類似，被捕獲的變量的值在Lambda表達(dá)式創(chuàng)建時(shí)通過(guò)值拷貝的方式傳入，因此隨后對(duì)該變量的修改不會(huì)影響影響Lambda表達(dá)式中的值。

示例如下：

int main()

{

int a = 123;

auto f = [a] { cout < a="">< endl;="">

a = 321;

f(); // 輸出：123

}

這里需要注意的是，如果以傳值方式捕獲外部變量，則在Lambda表達(dá)式函數(shù)體中不能修改該外部變量的值。

2、引用捕獲

使用引用捕獲一個(gè)外部變量，只需要在捕獲列表變量前面加上一個(gè)引用說(shuō)明符&。如下：

int main()

{

int a = 123;

auto f = [&a] { cout < a="">< endl;="">

a = 321;

f(); // 輸出：321

}

從示例中可以看出，引用捕獲的變量使用的實(shí)際上就是該引用所綁定的對(duì)象。

3、隱式捕獲

上面的值捕獲和引用捕獲都需要我們?cè)诓东@列表中顯示列出Lambda表達(dá)式中使用的外部變量。除此之外，我們還可以讓編譯器根據(jù)函數(shù)體中的代碼來(lái)推斷需要捕獲哪些變量，這種方式稱之為隱式捕獲。隱式捕獲有兩種方式，分別是[=]和[&]。[=]表示以值捕獲的方式捕獲外部變量，[&]表示以引用捕獲的方式捕獲外部變量。

隱式值捕獲示例：

int main()

{

int a = 123;

auto f = [=] { cout < a="">< endl;="" };="">

f(); // 輸出：123

}

隱式引用捕獲示例：

int main()

{

int a = 123;

auto f = [&] { cout < a="">< endl;="" };="">

a = 321;

f(); // 輸出：321

}

4、混合方式

上面的例子，要么是值捕獲，要么是引用捕獲，Lambda表達(dá)式還支持混合的方式捕獲外部變量，這種方式主要是以上幾種捕獲方式的組合使用。

到這里，我們來(lái)總結(jié)一下：C++11中的Lambda表達(dá)式捕獲外部變量主要有以下形式：

捕獲形式說(shuō)明[]不捕獲任何外部變量[變量名, …]默認(rèn)以值得形式捕獲指定的多個(gè)外部變量（用逗號(hào)分隔），如果引用捕獲，需要顯示聲明（使用&說(shuō)明符）[this]以值的形式捕獲this指針[=]以值的形式捕獲所有外部變量[&]以引用形式捕獲所有外部變量[=, &x]變量x以引用形式捕獲，其余變量以傳值形式捕獲[&, x]變量x以值的形式捕獲，其余變量以引用形式捕獲

修改捕獲變量

前面我們提到過(guò)，在Lambda表達(dá)式中，如果以傳值方式捕獲外部變量，則函數(shù)體中不能修改該外部變量，否則會(huì)引發(fā)編譯錯(cuò)誤。那么有沒(méi)有辦法可以修改值捕獲的外部變量呢？這是就需要使用mutable關(guān)鍵字，該關(guān)鍵字用以說(shuō)明表達(dá)式體內(nèi)的代碼可以修改值捕獲的變量，示例：

int main()

{

int a = 123;

auto f = [a]()mutable { cout < ++a;="" };="">

cout < a="">< endl;="">

f(); // 輸出：124

}

Lambda表達(dá)式的參數(shù)

Lambda表達(dá)式的參數(shù)和普通函數(shù)的參數(shù)類似，那么這里為什么還要拿出來(lái)說(shuō)一下呢？原因是在Lambda表達(dá)式中傳遞參數(shù)還有一些限制，主要有以下幾點(diǎn)：

1. 參數(shù)列表中不能有默認(rèn)參數(shù)
2. 不支持可變參數(shù)
3. 所有參數(shù)必須有參數(shù)名

常用舉例：

{

int m = [](int x) { return [](int y) { return y * 2; }(x)+6; }(5);

std::cout < 'm:'="">< m="">< std::endl;="">

std::cout < 'n:'="">< [](int="" x,="" int="" y)="" {="" return="" x="" +="" y;="" }(5,="" 4)="">< std::endl;="">

auto gFunc = [](int x) -> function { return [=](int y) { return x + y; }; };

auto lFunc = gFunc(4);

std::cout < lfunc(5)=""><>

auto hFunc = [](const function& f, int z) { return f(z) + 1; };

auto a = hFunc(gFunc(7), 8);

int a = 111, b = 222;

auto func = [=, &b]()mutable { a = 22; b = 333; std::cout < 'a:'="">< a="">< '="" b:'="">< b="">< std::endl;="">

func();

std::cout < 'a:'="">< a="">< '="" b:'="">< b=""><>

a = 333;

auto func2 = [=, &a] { a = 444; std::cout < 'a:'="">< a="">< '="" b:'="">< b="">< std::endl;="">

func2();

auto func3 = [](int x) ->function { return [=](int y) { return x + y; }; };

std::function f_display_42 = [](int x) { print_num(x); };

f_display_42(44);

}