【C++11】lambda函数及其基本用法即看即用详情c++11：lambda函数及其用法

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我是靠谱客的博主时尚枕头，最近开发中收集的这篇文章主要介绍【C++11】lambda函数及其基本用法即看即用详情c++11：lambda函数及其用法，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

即看即用

详情

基本概念和用法

捕获列表

lambda表达式的类型

即看即用

语法：
[capture](parameters)->return-type {body}

[]叫做捕获说明符

parameters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。

我们可以这样输出"hello,world"
auto func = [] () { cout << "hello,world"; };
func(); // now call the function

变量捕获与lambda闭包实现
string name;
cin >> name;
[&](){cout << name;}();

lambda函数能够捕获lambda函数外的具有自动存储时期的变量。函数体与这些变量的集合合起来叫闭包。

[] 不截取任何变量
[&} 截取外部作用域中所有变量，并作为引用在函数体中使用
[=] 截取外部作用域中所有变量，并拷贝一份在函数体中使用

[=, &foo] 截取外部作用域中所有变量，并拷贝一份在函数体中使用，但是对foo变量使用引用

[bar] 截取bar变量并且拷贝一份在函数体重使用，同时不截取其他变量

[x, &y] x按值传递，y按引用传递

[this] 截取当前类中的this指针。如果已经使用了&或者=就默认添加此选项。

详情

lambda表达是c++中的可调用对象之一，在C++11中被引入到标准库中，使用时不需要包含任何头文件，但是编译时需要指定-std=c++11或其他支持c++11标准的编译命令（比如-std=c++0x或-std=c++14或-std=c++1y)。lambda表达式源于函数式编程的概念，简单来说它是一个匿名函数。它最大的作用就是不需要额外再写一个函数或者函数对象，避免了代码膨胀功能分散，让开发人员更加集中精力在手边的问题，提高生产效率。

基本概念和用法

c++中，普通的函数是长这样子的：

ret_value function_name(parameter) option { function_body; }

比如：

int get_value(int a) const {return a++;}

lambda表达式定义了一个匿名函数，并且可以捕获所定义的匿名函数外的变量。它的语法形式是：

[ capture ] ( parameter ) option -> return_type { body; };

其中：

capture 捕获列表
parameter 参数列表
option 函数选项
return_type 函数返回值类型
body 函数体

比如：

// defination
auto lamb = [](int a) -> int { return a++; };
// usage
std::cout << lamb(1) << std::endl;
// output: 2

组成lambda的各部分并不是都必须存在的:

当编译器可以推导出返回值类型的时候，可以省略返回值类型的部分

auto lamb = [](int i){return i;};
// OK, return type is int
auto lamb2 = [] () {return {1, 2};};
// Error

lambda表达式没有参数时，参数列表可以省略

auto lamb = []{return 1;};
// OK

所以一个最简单的lambda表达式可以是下面这样，这段代码是可以通过编译的：

int main()
{
[]{};
// lambda expression
return 0;
}

捕获列表

捕获列表是lambda表达式和普通函数区别最大的地方。[]内就是lambda表达式的捕获列表。一般来说，lambda表达式都是定义在其他函数内部，捕获列表的作用，就是使lambda表达式内部能够重用所有的外部变量。捕获列表可以有如下的形式：

[] 不捕获任何变量
[&] 以引用方式捕获外部作用域的所有变量
[=] 以赋值方式捕获外部作用域的所有变量
[=, &foo] 以赋值方式捕获外部作用域所有变量，以引用方式捕获foo变量
[bar] 以赋值方式捕获bar变量，不捕获其它变量
[this] 捕获当前类的this指针，让lambda表达式拥有和当前类成员同样的访问权限，可以修改类的成员变量，使用类的成员函数。如果已经使用了&或者=，就默认添加此选项。

捕获列表示例：

#include <iostream>
class TLambda
{
public:
TLambda(): i_(0) { }
int i_;
void func(int x, int y) {
int a;
int b;
// 无法访问i_, 必须捕获this，正确写法见l4
auto l1 = [] () {
return i_;
};
// 以赋值方式捕获所有外部变量，这里捕获了this, x, y
auto l2 = [=] () {
return i_ + x + y;
};
// 以引用方式捕获所有外部变量
auto l3 = [&] () {
return i_ + x + y;
};
auto l4 = [this] () {
return i_;
};
// 以为没有捕获，所以无法访问x, y, 正确写法是l6
auto l5 = [this] () {
return i_ + x + y;
};
auto l6 = [this, x, y] () {
return i_ + x + y;
};
auto l7 = [this] () {
return ++i_;
};
// 错误，没有捕获a变量
auto l8 = [] () {
return a;
};
// a以赋值方式捕获，b以引用方式捕
auto l9 = [a, &b] () {
return a + (++b);
};
// 捕获所有外部变量，变量b以引用方式捕获，其他变量以赋值方式捕获
auto l10 = [=, &b] () {
return a + (++b);
}
}
};
int main()
{
TLambda a;
a.func(3, 4);
return 0;
}

引用和赋值，就相当于函数参数中的按值传递和引用传递。如果lambda捕获的变量在外部作用域改变了，以赋值方式捕获的变量则不会改变。按值捕获的变量在lambda表达式内部也不能被修改，如果要修改，需使用引用捕获，或者显示的指定lambda表达式为 mutable。

// [=]
int func(int a);
// [&]
int func(int& a);
// ------------------------------------------
int a = 0;
auto f = [=] {return a;};
// 按值捕获
a += 1;
// a被修改
cout << f() << endl;
// output: 0
// ------------------------------------------
int a = 0;
auto f = [] {return a++;};
// Error
auto f = [] () mutable {return a++;}; // OK

lambda表达式的类型

上面一直使用auto关键字来自动推导lambda表达式的类型，那作为强类型语言的c++，这个lambda表达式到底是什么类型呢？lambda的表达式类型在c++11中被称为『闭包类型(Closure Tyep)』，是一个特殊的、匿名的、非联合(union)、非聚合(aggregate)的类类型。可以认为它是一个带有operator()的类，即防函数(functor)。因此可以使用std::function 和std::bind来存储和操作lambda表达式。

std::function<int (int)> f = [](int a) {return a;};
std::function<int (int)> f = std::bind([](int a){return a;}, std::placeholders::_1);
std::cout << f(22) << std::endl;

对于没有捕获任何变量的lambda，还可以转换成一个普通的函数指针。

using func_t = int (*)(int);
func_t f = [](int a){return a;};
std::cout << f(22) << std::endl;

参考文档：

lambda表达式

作者：lcode
链接：https://www.jianshu.com/p/923d11151027

===========================================旧文=====================================

原文;C++ 实现 RPC 网络通讯库_C++ - 蓝桥云课

lambda 的语法比较简单，下面这个 lambda 返回一个字符串。

auto lambda = []{ return "hello world"; };
lambda(); //将返回 hello world 字符串

lambda 还可以传参数。

auto lambda = [](std::string str){ return str; };
lambda("hello world"); //将返回 hello world 字符串

可以看到 lambda 就像一个函数一样，可以接受参数和返回值，因为 lambda 就是一个匿名函数。它可以方便我们写出函数式的代码。

lambda 的语法一共有如下三种。

[ captures ] ( parameters ) -> return_type { body }
[ captures ] ( parameters ) { body }
[ captures ] { body }

语法中的关键词意义如下。

parameters： lambda 表达式接受的参数，就像函数参数一样
captures: 捕获变量，捕获变量的方式有两种：按引用捕获和按复制捕获
body：语句块

常见的 lambda 表达式的写法如下。一般情况是不需要显式写出返回类型的，代码也会更简洁。如果 lambda 表达式没有参数的时候括号也是可以省略的。

[](int i){ return i; }
[](int i) ->int { return i; }
[](){ return 0; }
[]{ return 0; }

按引用捕获需要在 [ ] 内写 & ，按复制捕获为 = 。若什么都不写则不捕获外部变量。

int a = 1;
int b = 2;
[&a](int i){ return i; } //按引用捕获变量 a
[a](int i){ return i; } //按复制捕获变量 a
[=](int i){ return i; } //按复制捕获变量 a，b
[&, b](int i){ return i; } //按引用捕获变量，除了 b（b 按复制捕获）。

接下来在 code1 目录下新建一个 code0.cpp 文件。：

#include <iostream>
int main() {
auto lambda = [] {
std::cout << "hello lambda!" << std::endl;
};
lambda();
}

编译和运行代码：在「build」目录下执行

g++ ../code0.cpp -o code0 -std=c++11 && ./code0

输出结果：

hello lambda!

这是最简单的一个 lambda，接下来看其它几种形式的 lambda，打开并编辑 code1.cpp 文件：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
int main() {
auto lambda = []{ std::cout<<"hello lambda!"<<std::endl; };
lambda();
auto lambda1 = [](int i)->int { return i; };
auto lambda2 = [](int i) { return i; };
std::cout<<lambda1(1)<<std::endl;
std::cout<<lambda2(2)<<std::endl;
std::vector<int> v{1,2,3,4,5,6,7};
std::for_each(v.begin(), v.end(), [](int i){
std::cout<<i<<" ";
});
std::cout<<std::endl;
return 0;
}

编译和运行代码：在 build 目录下执行

g++ ../code1.cpp -o code1 -std=c++11 && ./code1

输出结果：

hello lambda!
1
2
1 2 3 4 5 6 7

上面是 lambda 用于 stl 算法的经典例子。std::for_each 的时候，传入一个 lambda，用它把 vector 容器中的每个整数打印出来，这是 lambda 的一个典型应用场景，使用 lambda 让我们的代码变得简单清晰。

接下来我们实验一下 lambda 捕获变量的情况，在 code1 目录下新建 code2_1.cpp 文件：

#include <iostream>
int main() {
int a = 1;
int b = 2;
int c = 3;
auto lambda1 = [&]{
a = 4;
b = 5;
c = 6;
};
lambda1();
std::cout<<a<<" "<<b<<" "<<c<<std::endl;
}

编译和运行代码：在 build 目录下执行

g++ ../code2_1.cpp -o code2_1 -std=c++11 && ./code2_1

输出结果：

4 5 6

可以看到我们通过引用方式捕获变量后，就可以对变量进行修改了。接下来看按拷贝方式捕获的情况，在 code1 目录下新建 code2_2.cpp 文件：

#include <iostream>
int main() {
int a = 1;
int b = 2;
int c = 3;
auto lambda1 = [&]{
a = 4;
b = 5;
c = 6;
};
lambda1();
std::cout<<a<<" "<<b<<" "<<c<<std::endl;
auto lambda2 = [a,b,c]() mutable{
a = 1;
b = 2;
c = 3;
std::cout<<"in lambda2 :"<<a<<" "<<b<<" "<<c<<std::endl;
};
lambda2();
std::cout<<a<<" "<<b<<" "<<c<<std::endl;
auto lambda3 = [=]() mutable{
a = 10;
b = 20;
c = 30;
std::cout<<"in lambda3 :"<<a<<" "<<b<<" "<<c<<std::endl;
};
lambda3();
std::cout<<a<<" "<<b<<" "<<c<<std::endl;
}

编译和运行代码：在 build 目录下执行

g++ ../code2_2.cpp -o code2_2 -std=c++11 && ./code2_2

输出结果：

4 5 6
in lambda2 :1 2 3
4 5 6
in lambda3 :10 20 30
4 5 6

可以看到 lambda2 中 a，b，c 按复制捕获，在 lambda 中修改 a，b，c 是不会修改外面的 a，b，c 的值。

lambda 在类中使用的时候需要捕获 this 指针才能访问类成员。

ambda 按引用捕获变量时要注意临时变量生命周期的问题，我们通过一个实验来看这个问题，在 code1 目录下新建 code3.cpp 文件，编写下面这些代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <functional>
std::function<void()> test(){
std::string str = "hello";
auto lambda = [&str]{
std::cout<<str<<" "<<"lambda";
};
return lambda;
}
int main() {
auto lambda1 = test();
lambda1();
}

编译和运行代码：在 build 目录下执行

g++ ../code3.cpp -o code3 -std=c++11 && ./code3

输出结果：

将不会输出字符串，因为 test 函数中的 lambda 捕获的是一个临时变量 str 的引用，当 test 函数结束时 str 被析构，这时 lambda 捕获的 str 就变成一个无效的字符串，因此在 main 中再调用 lambda1 时是不会打印出字符串的。

摘自：实验课网站《C++ 实现 RPC 网络通讯库》

c++11：lambda函数及其用法

为什么需要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 <algorithm>
#include <cmath>
void abssort(float* x, unsigned N) {
std::sort(x, x + N,
// Lambda expression begins
[](float a, float b) {
return std::abs(a) < std::abs(b);
});
}
你可能会问，使用函数对象不是也可以吗？是的，函数对象当然没问题，自己写的回调函数，你可以传个函数指针也没有问题。他们有优点也有缺点。函数对象能维护状态，但语法开销大，而函数指针语法开销小，却没法保存范围内的状态。如果你觉得鱼和熊掌不可兼得，那你可错了。lambda函数结合了两者的优点，让你写出优雅简洁的代码。
基本lambda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，->return-type表示返回类型，如果没有返回类型，则可以省略这部分。想知道为什么返回类型可以这么表示，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了。
我们可以这样输出"hello,world"
auto func = [] () { cout << "hello,world"; };
func(); // now call the function
变量捕获与lambda闭包实现
string name;
cin >> name;
[&](){cout << name;}();
lambda函数能够捕获lambda函数外的具有自动存储时期的变量。函数体与这些变量的集合合起来叫闭包。
[] 不截取任何变量
[&} 截取外部作用域中所有变量，并作为引用在函数体中使用
[=] 截取外部作用域中所有变量，并拷贝一份在函数体中使用
[=, &foo] 截取外部作用域中所有变量，并拷贝一份在函数体中使用，但是对foo变量使用引用
[bar] 截取bar变量并且拷贝一份在函数体重使用，同时不截取其他变量
[x, &y] x按值传递，y按引用传递
[this] 截取当前类中的this指针。如果已经使用了&或者=就默认添加此选项。
看到这，不禁要问，这魔法般的变量捕获是怎么实现的呢？原来，lambda是通过创建个小类来实现的。这个类重载了操作符()，一个lambda函数是该类的一个实例。当该类被构造时，周围的变量就传递给构造函数并以成员变量保存起来。看起来跟函数对象很相似。
最后，lambda函数的类型是什么呢，答案是std:function。
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作者：booirror
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/booirror/article/details/26973611
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