C++：lambda表达式

前言：

将以前自己做的lambda表达式的笔记传到博客上来，一来供自己查阅，二来给有需要的人提供思路。

0x01）lambda表达式

我们可以向一个算法传递任何类型的可调用对象。

对于一个对象或一个表达式，如果可以对其使用调用运算符，则称它为可调用的。比如e是一个可调用的表达式，则我们可以编写代码e(args)，其中args是一个都好分的一个或多个参数的列表。

**可调用的对象：**函数、函数指针、重载了调用运算符的类以及lambda表达式。

一个lambda表达式表示一个可调用的代码单元，我们可以将其理解为一个未命名的内联函数。

与任何函数类似，一个lambda表达式具有一个返回类型，一个参数列表和一个函数体。但与函数不同，lambda可能定义在函数内部。

1、lambda表达式形式如下：[capture] (parameters) mutable ->return-type{statement}

1.[capture]：捕捉列表。捕捉列表总是出现在Lambda函数的开始处。实际上，[]是Lambda引出符。编译器根据该引出符判断接下来的代码是否是Lambda函数。捕捉列表能够捕捉上下文中的变量以供Lambda函数使用;

2.(parameters)：参数列表。与普通函数的参数列表一致。如果不需要参数传递，则可以连同括号“()”一起省略;

3.mutable：mutable修饰符。默认情况下，Lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。在使用该修饰符时，参数列表不可省略（即使参数为空）;

4.->return-type：返回类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回类型。我们可以在不需要返回值的时候也可以连同符号”->”一起省略。此外，在返回类型明确的情况下，也可以省略该部分，让编译器对返回类型进行推导(auto);

5.{statement}：函数体。内容与普通函数一样，不过除了可以使用参数之外，还可以使用所有捕获的变量。

与普通函数最大的区别是，除了可以使用参数以外，Lambda函数还可以通过捕获列表访问一些上下文中的数据。具体地，捕捉列表描述了上下文中哪些数据可以被Lambda使用，以及使用方式（以值传递的方式或引用传递的方式）。语法上，在“[]”包括起来的是捕捉列表，捕捉列表由多个捕捉项组成，并以逗号分隔。捕捉列表有以下几种形式：

1.[var]表示值传递方式捕捉变量var；
2.[=]表示值传递方式捕捉所有父作用域的变量（包括this）；
3.[&var]表示引用传递捕捉变量var；
4.[&]表示引用传递方式捕捉所有父作用域的变量（包括this）； 5.[this]表示值传递方式捕捉当前的this指针；
6.[]表示一个空捕获列表，它不使用任何在lambda{}中的局部变量。 7.[=,&identifier_list]identifier中的变量采用引用方式捕获，但是其中不能包含this指针。

注意：这里的父作用域就是包含lambda表达式的整个作用域，即lambda表达式在这个{}作用域中，不是lambda表示式里的函数体{}。

举例如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int j = 10;
	auto by_val_lambda = [=]()mutable{return j + 1; };
	auto by_ref_lambda = [&]{return j + 1; };
	cout << "by_val_lambda:" <<by_val_lambda() << endl;
	cout << "by_ref_lambda:" << by_ref_lambda() << endl;

	++j;
	cout << "by_val_lambda:" << by_val_lambda() << endl;
	cout << "by_ref_lambda:" << by_ref_lambda() << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

输入结果：11 11 11 12

对于by_val_lambda由于捕获列表是进行的值拷贝，所以被捕获变量的值在lambda创建时拷贝，而不是调用时拷贝。这样可解释by_val_lambda中的j的值创建时被拷贝为10，一旦拷贝完成，随后父作用域对j进行修改也不会影响到lambda内对应的j的值。

对于by_ref_lambda由于调用by_ref_lambda()的引用j绑定的是全局作用域的j，所以全局作用的j变化，调用它时j也会发生变化，它的变化也会影响到全局作用域中的j。

2、向lambda传递参数

与一个普通函数调用类型，调用一个lambda时需要用给定的实参来初始化lambda的形参。

/*按长度排序，长度相同的单词维持字典序*/
stable_sort(words.begin(),words.end(),[](const string& a,const string& b){return a.size()<b.size();});

空捕获列表表明此lambda不使用lambda{}中的任何局部变量

当stable_sort需要比较两个元素时，它就会调用给定的这个lambda表达式。

3、使用捕获列表

虽然一个lambda可以出现在一个函数中，使用其局部变量，但是它只能使用那些明确指明的变量。一个lambda通过将局部变量包含在其捕获列表中来指出将会使用的这些变量。捕获列表指引lambda在其内部包含访问局部变量所需的信息。

[sz](const string& a){return a.size()>=sz;};

注：只有捕获了sz，函数体中才能使用sz这个局部变量。

4、调用find_if

/*获取第一个满足长度大于sz元素的迭代器。若找不到长度大于sz的元素则返回words.end()的拷贝*/
/*前提是：words按长度排序，长度相同的单词维持字典序*/
auto wc=find_if(words.begin(),words.end(),[sz](const string& a){return a.size()>=sz;});

5、for_each算法

/*打印长度大于等于给定值的单词，每个单词后面接一个空格*/
for_each(wc,words.end(),[](const string& s){cout<<s<<" ";});

我们只在lambda所在函数中定义的==（非static）变量==使用捕获列表。一个lambda也可以使用定义在当前函数之外的名字。

6、完整的biggies

void biggies(vector<string> &words,vector<string>::size_type sz)
{
    elimDups(words);//将words按字典排序，删除重复单词
    /*按长度排序，长度相同的单词维持字典序*/
    stable_wort(words.begin(),words.end(),[](const string& a,const string& b){return a.size()<b.size();});
    /*获取一个迭代器，指向第一个满足size()>sz的元素*/
    auto wc=find_if(words.begin(),words.end(),[sz](const string& a){return a.size()>=sz;});
    /*计算满足size>=sz的元素的数目*/
    auto count=words.end()-wc;
    /*打印长度大于等于给定值的单词，每个单词后面接一个空格*/
    for_each(wc,words.end(),[](const string &s){cout<<s<<" ";});
    cout<<endl;
}

0x02）lambda捕获和返回

当定义一个lambda时，编译器生成一个与lambda对应的新的（未命名的）类类型。

即向一个函数传递一个lambda时，同时定义了一个新类型和该类型的一个对象：传递的参数就是此编译器生成的类类型的未命名对象。类似的，当使用auto定义一个用lambda初始化的变量时，也就是定义了一个从lambda生成的类型的对象。

1、值捕获

lambda表达式采用值捕获的前提是捕获的变量可以拷贝。与参数不同的是，被捕获的变量的值是在lambda创建时拷贝，而不是调用时拷贝。

由于被捕获变量的值是在lambda创建时拷贝，因此随后对其修改不会影响到lambda内对应的值。

void test()
{
    size_t v1=42;//局部变量
    auto f=[v1]{return v1;};/*将v1拷贝到名为f的可调用对象*/
    v1=0；
    auto j=f();//j=42,f保存了我们创建它时v1的拷贝
}

2、引用捕获

void test()
{
    size_t v1=42;//局部变量
    //对象f2包含v1的引用
    auto f2=[&v1]{return v1;};
    v1=0；
    auto j=f2();//j=0,f保存了v1的引用，而非拷贝
}

一个以引用方式捕获的变量与其他任何类型的引用的行为类似。当我们在lambda函数体内使用此变量时，实际上使用的是引用所绑定的对象。本例中，当lambda返回v1时，它返回的是v1所指向的对象的值。

当以引用方式捕获一个变量时，必须保证在lambda执行时变量是存在的。

3、隐式捕获

为了指示编译器推断捕获列表，应在捕获列表中写一个&或=

4、可变lambda

由于默认情况下lambda是一个const函数，所以对于一个以值被拷贝的变量，需要在参数列表前面添加关键字matable来修改被捕获的变量的值。

5、指定lambda返回类型

默认情况下，如果一个lambda包含return之外的任何语句，则编译器假定lambda返回void，因此返回void的lambda不能有返回值。

当lambda体是单一的return语句时，返回一个条件表达式的结果，我们无需指定其返回类型，编译器可根据条件运算符的类型来推导。

当我们需要为一个lambda定义返回类型时，必须使用尾置返回类型。

最后

以上就是健忘母鸡为你收集整理的C++：lambda表达式的全部内容，希望文章能够帮你解决C++：lambda表达式所遇到的程序开发问题。

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