C++11 中的闭包

什么是闭包？

闭包是一种可以捕获其创建环境中的变量的函数。闭包允许函数在离开其创建环境后仍然访问和操作这些变量。

Lambda表达式

lambda表达式的基本语法如下：

[capture](parameters) -> return_type { // function body };
    capture：指定哪些外部变量可以在lambda表达式中使用。
    parameters：指定函数参数（可选）。
    return_type：指定返回类型（可选，如果能从函数体推断出来，可以省略）。
    function body：函数的具体实现。

 

捕获方式

在lambda表达式中，capture部分指定了哪些变量以及如何捕获它们。捕获方式包括：

• 按值捕获（默认）：[x]
• 按引用捕获：[&x]
• 捕获所有变量（按值）：[=]
• 捕获所有变量（按引用）：[&]
• 混合捕获：[x, &y]

示例代码

下面是一些示例代码，展示了如何使用lambda表达式和闭包：

按值捕获

#include <iostream> int main() 
{ 
　　int x = 10;
 　 auto lambda = [x]() 
　　{ 
　　　　return x + 1; 
   }; 
   std::cout << lambda() << std::endl; // 输出 11 
}

按引用捕获

#include <iostream> int main() { 
   int x = 10; 
   auto lambda = [&x]() {x += 1; }; 
   lambda(); 
   std::cout << x << std::endl; // 输出 11 
}

捕获所有变量（按值和按引用）

#include <iostream> int main() {
 int x = 10; 
 int y = 20; 
 auto lambda = [=]() { return x + y; }; 
 std::cout << lambda() << std::endl; // 输出 30 
}

 

#include <iostream> int main() {
 int x = 10; int y = 20; 
 auto lambda = [&]() { x += y; }; 
 lambda(); 
 std::cout << x << std::endl; // 输出 30
}

混合捕获

#include <iostream> int main() {
 int x = 10; 
 int y = 20;
 auto lambda = [x, &y]() { y += x; };
 lambda(); 
 std::cout << y << std::endl; // 输出 30 
}

在实际应用中的示例

以下是一个更复杂的示例，展示了如何使用闭包在C++中进行事件处理：

#include <iostream> 
#include <functional>
#include <vector> 

class Event {
 public: 
    void connect(std::function<void(int)> const& slot) {slots.push_back(slot); } 
    void trigger(int value) { for (auto const& slot : slots) { slot(value); } 
} 

private:
 std::vector<std::function<void(int)>> slots; 
}; 

int main() {
 Event event; 
 int count = 0; 
 event.connect([&count](int value) {
 count += value; std::cout << "Count is now " << count << std::endl; }); 
 event.trigger(5); // 输出 "Count is now 5" event.trigger(3); // 输出 "Count is now 8" return 0; 
}

在这个示例中，lambda表达式捕获了变量count，并在事件触发时修改它。这样，可以在事件系统中方便地使用闭包来管理状态。