Lambda 函数与表达式
Lambda函数的语法定义如下:
[capture](parameters) mutable -> return_type{statement}
其中:
- [capture]:捕捉列表。捕捉列表总是出现在 lambda 表达式的开始处。事实上,[] 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供 lambda 函数使用。
- (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。
- 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)。
- return_type:返回类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回类型。出于方便,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。
- {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。
在 lambda 函数的定义式中,参数列表和返回类型都是可选部分,而捕捉列表和函数体都可能为空,C++ 中最简单的 lambda 函数只需要声明为:
[]{};
例1:
定义一个可以输出字符串的lambda表达式,表达式一般都是从方括号[]开始,然后结束于花括号{},花括号里面就像定义函数那样,包含了lamdba表达式体:
// 定义简单的lambda表达式
auto basicLambda = [] { cout << "Hello, world!" << endl; };
// 调用
basicLambda();
// 输出:Hello, world!
如果需要参数,那么就要像函数那样,放在圆括号里面,如果有返回值,返回类型要放在->后面,即拖尾返回类型,当然你也可以忽略返回类型,lambda会帮你自动推断出返回类型:
// 指明返回类型
auto add = [](int a, int b) -> int { return a + b; };
// 自动推断返回类型
auto multiply = [](int a, int b) { return a * b; };
int sum = add(2, 5); // 输出:7
int product = multiply(2, 5); // 输出:10
例如:
Lambda函数很简洁,但变化较多。
1、什么也不捕获,或者是故意不用 Lambda 函数外部的变量#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int i = 1024;
auto func = [] { cout << i; };
func();
} // 结果报错,因为未指定默认捕获模式
正确的如下:
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int i = 1024;
auto func = [=]{ // [=] 表明将外部的所有变量拷贝一份到该Lambda函数内部
cout << i;
};
func();
}
2、引用捕获
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int i = 1024;
cout << &i << endl;
auto fun1 = [&]{
cout << &i << endl;
};
fun1();
}
3、复制并引用捕获
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int i = 1024, j = 2048;
cout << "i:" << &i << endl;
cout << "j:" << &j << endl;
auto fun1 = [=, &i]{ // 默认拷贝外部所有变量,但引用变量 i
cout << "i:" << &i << endl;
cout << "j:" << &j << endl;
};
fun1();
}
4、指定引用或复制
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int i = 1024, j = 2048;
cout << "outside i value:" << i << " addr:" << &i << endl;
auto fun1 = [i]{
cout << "inside i value:" << i << " addr:" << &i << endl;
// cout << j << endl; // j 未捕获
};
fun1();
}
5、捕获this指针
#include <iostream>
using namespace std;
class test
{
public:
void hello() {
cout << "test hello!n";
};
void lambda() {
auto fun = [this]{ // 捕获了 this 指针
this->hello(); // 这里 this 调用的就是 class test 的对象了
};
fun();
}
};
int main()
{
test t;
t.lambda();
}
[]:默认不捕获任何变量;
[=]:默认以值捕获所有变量;
[&]:默认以引用捕获所有变量;
[x]:仅以值捕获x,其它变量不捕获;
[&x]:仅以引用捕获x,其它变量不捕获;
[=, &x]:默认以值捕获所有变量,但是x是例外,通过引用捕获;
[&, x]:默认以引用捕获所有变量,但是x是例外,通过值捕获;
[this]:通过引用捕获当前对象(其实是复制指针);
[*this]:通过传值方式捕获当前对象;
int main()
{
int x = 10;
auto add_x = [x](int a) mutable { x *= 2; return a + x; }; // 复制捕捉x
cout << add_x(10) << endl; // 输出 30
return 0;
}