C++ lambda表达式用法说明

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我是靠谱客的博主哭泣羽毛，最近开发中收集的这篇文章主要介绍C++ lambda表达式用法说明，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

C++ lambda表达式的本质就是重载了 operator()，lambda是一个类，在调用时会进行编译展开。因此lambda表达式对象其实就是一个匿名的functor，所以 lambda 表达式也叫匿名函数对象。

C++中lambda表达式的构成

一个标准的lambda表达式包括：捕获列表、参数列表、mutable指示符、异常列表、返回类型（->返回类型）和函数体：

[捕获列表] (形参列表) mutable 异常列表-> 返回类型
{
    函数体
}

各项的含义：

捕获列表：捕获外部变量，捕获的变量可以在函数体中使用，可以省略，即不捕获外部变量。
形参列表：和普通函数的形参列表一样。可省略，即无参数列表
mutable：mutable 关键字，如果有，则表示在函数体中可以修改捕获变量，根据具体需求决定是否需要省略。
异常列表：noexcept / throw(...),和普通函数的异常列表一样，可省略，即代表可能抛出任何类型的异常。
返回类型：和函数的返回类型一样。可省略，如省略，编译器将自动推导返回类型。
函数体：代码实现。可省略，但是没意义。

捕获列表

由于lambda表达式是在某函数内定义的，因此我们可能希望其能使用函数内的局部变量，这时则可以使用所谓捕获列表。总体说来，一共有三种捕获方式：值捕获、引用捕获和外部捕获。

值捕获

值捕获和参数传递中的值传递类似，被捕获的变量的值在Lambda表达式创建时通过值拷贝的方式传入，因此随后对该变量的修改不会影响影响Lambda表达式中的值。注意，不能在lambda表达式中修改捕获变量的值。代码如下：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int nCapture = 13;

    auto f = [nCapture](int a, int b) -> int
    {
        //nCapture = 134;    //不能在lambda表达式中修改捕获变量的值
        return a + b + nCapture;
    };

    cout << f(4, 3) << endl;
    cout << "nCapture=" << nCapture << endl;

    return 0;
}

引用捕获

使用引用捕获一个外部变量，需在捕获列表变量前面加上一个引用说明符&。如下：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int nCapture = 13;

    auto f = [&nCapture](int a, int b) -> int
    {
        cout << "In functor before change nCapture=" << nCapture << endl;    //在调用lamd之前 nCapture = 12345
        nCapture = 134;
        cout << "In functor after change nCapture=" << nCapture << endl;     // nCapture = 134
        return a + b + nCapture;
    };

    nCapture = 12345;

    cout << f(4, 3) << endl;
    cout << "nCapture=" << nCapture << endl;        //经过了lambda计算后，nCapture值变为修改后的134

    return 0;
}

代码结果：

In functor before change nCapture=12345
In functor after change nCapture=134
141
nCapture=134

根据以上说明，引用捕获，可以在lambda函数体修改捕获的值。

隐式捕获

上面的值捕获和引用捕获都需要我们在捕获列表中显示列出Lambda表达式中使用的外部变量。除此之外，我们还可以让编译器根据函数体中的代码来推断需要捕获哪些变量，这种方式称之为隐式捕获。隐式捕获有两种方式，分别是[=]和[&]。[=]表示以值捕获的方式捕获外部变量，[&]表示以引用捕获的方式捕获外部变量。

lambda表达式的应用场景：

（1）Qt信号槽，槽函数可以用lambda表达式来写；

（2）线程代码

下面是3种捕获方式的简要测试，代码如下：

/*

lambda变量捕获测试代码

[=]  表示按值捕获，不允许修改；x是只读，无法修改
[&]  &表示引用捕获, 在lambda里可以修改捕获的值
mutable  使用 mutable 表示可以修改按值捕获的副本，并不修改原来的值

*/

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int x = 100;
    int y = 123;

    auto f1 = [=]() {
        //x += 1;  //= 表示按值捕获，不允许修改；x是只读，无法修改
    };

    auto f2 = [&]() {
        x += 100;  //正确，&表示引用捕获
    };

    auto f3 = [=, &x] {
        //y += 100;  //除了x之外，其它的都是按值捕获
        x += 100;
    };

    f2();
    f3();

    cout << "x = " << x << endl;

    auto f4 = [=]() mutable  //使用 mutable 表示可以修改按值捕获的副本，并不修改原来的值
    {
        y += 100;
        cout << "f4 y = " << y << endl;
    };

    f4();

    cout << "y = " << y << endl;

    return 0;
}