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c++11編譯開關(guān):???g++ -std=c++11
C++11的一大亮點就是引入了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)渔扎。對于C++這門語言來說來說,“Lambda表達(dá)式”或“匿名函數(shù)”這些概念聽起來好像很深奧,但很多高級語言在很早以前就已經(jīng)提供了Lambda表達(dá)式的功能鞋囊,如C#甸陌,Python等。今天近哟,我們就來簡單介紹一下C++中Lambda表達(dá)式的簡單使用驮审。
聲明Lambda表達(dá)式
Lambda表達(dá)式完整的聲明格式如下:
[capture list] (paramslist) mutable exception->returntype { function body }
各項具體含義如下
capture list:捕獲外部變量列表
params list:形參列表
mutable指示符:用來說用是否可以修改捕獲的變量
exception:異常設(shè)定
return type:返回類型
function body:函數(shù)體
此外,我們還可以省略其中的某些成分來聲明“不完整”的Lambda表達(dá)式吉执,常見的有以下幾種:
序號格式
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)式疯淫,這種類型的表達(dá)式不能修改捕獲列表中的值。
格式2省略了返回值類型戳玫,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語句熙掺,則該Lambda表達(dá)式的返回類型由return語句的返回類型確定; (2):如果function
body中沒有return語句咕宿,則返回值為void類型币绩。
格式3中省略了參數(shù)列表,類似普通函數(shù)中的無參函數(shù)府阀。
講了這么多缆镣,我們還沒有看到Lambda表達(dá)式的廬山真面目,下面我們就舉一個實例试浙。
#include #include #include usingnamespace std;boolcmp(inta,int b)
{
? ? returna < b;
}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:"<< endl;
? ? for(int it : myvec)
? ? ? ? cout << it <<'';
? ? cout << endl;
? ? sort(lbvec.begin(), lbvec.end(), [](inta,intb) ->bool{returna < b; });// Lambda表達(dá)式cout <<"lambda expression:"<< endl;
? ? for(int it : lbvec)
? ? ? ? cout << it <<'';
}
在C++11之前董瞻,我們使用STL的sort函數(shù),需要提供一個謂詞函數(shù)田巴。如果使用C++11的Lambda表達(dá)式钠糊,我們只需要傳入一個匿名函數(shù)即可挟秤,方便簡潔,而且代碼的可讀性也比舊式的做法好多了抄伍。
下面艘刚,我們就重點介紹一下Lambda表達(dá)式各項的具體用法。
捕獲外部變量
Lambda表達(dá)式可以使用其可見范圍內(nèi)的外部變量截珍,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)昔脯。那么,在哪里指定這些外部變量呢笛臣?Lambda表達(dá)式通過在最前面的方括號[]來明確指明其內(nèi)部可以訪問的外部變量云稚,這一過程也稱過Lambda表達(dá)式“捕獲”了外部變量。
我們通過一個例子來直觀地說明一下:
#include usingnamespace std;int main()
{
? ? inta =123;
? ? auto f = [a] { cout << a << endl; };
? ? f(); // 輸出:123
? ? //或通過“函數(shù)體”后面的‘()’傳入?yún)?shù)auto x = [](inta){cout << a << endl;}(123);
}
上面這個例子先聲明了一個整型變量a沈堡,然后再創(chuàng)建Lambda表達(dá)式静陈,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诞丽。
類似參數(shù)傳遞方式(值傳遞鲸拥、引入傳遞、指針傳遞)僧免,在Lambda表達(dá)式中刑赶,外部變量的捕獲方式也有值捕獲、引用捕獲懂衩、隱式捕獲撞叨。
1、值捕獲
值捕獲和參數(shù)傳遞中的值傳遞類似浊洞,被捕獲的變量的值在Lambda表達(dá)式創(chuàng)建時通過值拷貝的方式傳入牵敷,因此隨后對該變量的修改不會影響影響Lambda表達(dá)式中的值。
示例如下:
int main()
{
? ? inta =123;
? ? auto f = [a] { cout << a << endl; };
? ? a =321;
? ? f(); // 輸出:123}
這里需要注意的是法希,如果以傳值方式捕獲外部變量枷餐,則在Lambda表達(dá)式函數(shù)體中不能修改該外部變量的值。
2苫亦、引用捕獲
使用引用捕獲一個外部變量毛肋,只需要在捕獲列表變量前面加上一個引用說明符&。如下:
int main()
{
? ? inta =123;
? ? auto f = [&a] { cout << a << endl; };
? ? a =321;
? ? f(); // 輸出:321}
從示例中可以看出屋剑,引用捕獲的變量使用的實際上就是該引用所綁定的對象润匙。
3、隱式捕獲
上面的值捕獲和引用捕獲都需要我們在捕獲列表中顯示列出Lambda表達(dá)式中使用的外部變量饼丘。除此之外趁桃,我們還可以讓編譯器根據(jù)函數(shù)體中的代碼來推斷需要捕獲哪些變量辽话,這種方式稱之為隱式捕獲肄鸽。隱式捕獲有兩種方式卫病,分別是[=]和[&]。[=]表示以值捕獲的方式捕獲外部變量典徘,[&]表示以引用捕獲的方式捕獲外部變量蟀苛。
隱式值捕獲示例:
int main()
{
? ? inta =123;
? ? auto f = [=] { cout << a << endl; };// 值捕獲f();// 輸出:123}
隱式引用捕獲示例:
int main()
{
? ? inta =123;
? ? auto f = [&] { cout << a << endl; };// 引用捕獲a =321;
? ? f(); // 輸出:321}
4、混合方式
上面的例子逮诲,要么是值捕獲帜平,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梅鹦,這種方式主要是以上幾種捕獲方式的組合使用裆甩。
到這里,我們來總結(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外部變量(用逗號分隔)齐唆,如果引用捕獲嗤栓,需要顯示聲明(使用&說明符)
[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以值的形式捕獲箍邮,其余變量以引用形式捕獲
修改捕獲變量
前面我們提到過茉帅,在Lambda表達(dá)式中,如果以傳值方式捕獲外部變量锭弊,則函數(shù)體中不能修改該外部變量堪澎,否則會引發(fā)編譯錯誤。那么有沒有辦法可以修改值捕獲的外部變量呢味滞?這是就需要使用mutable關(guān)鍵字樱蛤,該關(guān)鍵字用以說明表達(dá)式體內(nèi)的代碼可以修改值捕獲的變量,示例:
int main()
{
? ? inta =123;
? ? auto f = [a]()mutable { cout << ++a; };// 不會報錯cout << a << endl;// 輸出:123f();// 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)類似剑鞍,那么這里為什么還要拿出來說一下呢刹悴?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:
參數(shù)列表中不能有默認(rèn)參數(shù)
不支持可變參數(shù)
所有參數(shù)必須有參數(shù)名
常用舉例:
{
intm = [](intx) {return[](inty) {returny *2; }(x)+6; }(5);
? ? ? ? std::cout <<"m:"<< m << std::endl;//輸出m:16? ? ? ? std::cout <<"n:"<< [](intx,inty) {returnx + y; }(5,4) << std::endl;//輸出n:9? ? ? ?
? ? ? ? auto gFunc = [](intx) -> function {return[=](inty) {returnx + y; }; };
? ? ? ? auto lFunc = gFunc(4);
? ? ? ? std::cout << lFunc(5) << std::endl;
? ? ? ? auto hFunc = [](constfunction& f,intz) {returnf(z) +1; };
? ? ? ? auto a = hFunc(gFunc(7),8);
? ? ? ? inta =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 << std::endl;
? ? ? ? a =333;
? ? ? ? auto func2 = [=, &a] { a =444; std::cout <<"a:"<< a <<" b:"<< b << std::endl; };
? ? ? ? func2();
? ? ? ? auto func3 = [](intx) ->function {return[=](inty) {returnx + y; }; };
std::function?f_display_42?=?[](int?x)?{?print_num(x);?};
f_display_42(44);
}