c++ lambda表达式
“Lambda 表达式”(lambda expression)是一个匿名函数,即没有函数名的函数。
介绍C++ lambda表达式的一个比较好的博文,https://www.cnblogs.com/DswCnblog/p/5629165.html
声明Lambda表达式
Lambda表达式完整的声明格式如下:
[capture list] (params list) mutable exception-> return type { function body }
各项具体含义如下
- capture list:捕获外部变量列表
- params list:形参列表
- mutable指示符:用来说用是否可以修改捕获的变量
- exception:异常设定
- return type:返回类型
- function body:函数体
我们可以省略其中的某些成分来声明“不完整”的Lambda表达式,常见的有以下几种:
序号 | 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声明了const类型的表达式,这种类型的表达式不能修改捕获列表中的值。
- 格式2省略了返回值类型,但编译器可以根据以下规则推断出Lambda表达式的返回类型: (1):如果function body中存在return语句,则该Lambda表达式的返回类型由return语句的返回类型确定; (2):如果function body中没有return语句,则返回值为void类型。
-
格式3中省略了参数列表,类似普通函数中的无参函数。
vector<int> myvec{ 3, 2, 5, 7, 3, 2 };
vector<int> lbvec(myvec); sort(myvec.begin(), myvec.end(), cmp); // 旧式做法 sort(lbvec.begin(), lbvec.end(), [](int a, int b) -> bool { return a < b; }); // Lambda表达式
捕获外部变量
Lambda表达式可以使用其可见范围内的外部变量,但必须明确声明(明确声明哪些外部变量可以被该Lambda表达式使用)。那么,在哪里指定这些外部变量呢?Lambda表达式通过在最前面的方括号[]来明确指明其内部可以访问的外部变量,这一过程也称过Lambda表达式“捕获”了外部变量。
我们通过一个例子来直观地说明一下:
#include <iostream> using namespace std; int main() { int a = 123; auto f = [a] { cout << a << endl; }; f(); // 输出:123 //或通过“函数体”后面的‘()’传入参数 auto x = [](int a){cout << a << endl;}(123); }
上面这个例子先声明了一个整型变量a,然后再创建Lambda表达式,该表达式“捕获”了a变量,这样在Lambda表达式函数体中就可以获得该变量的值。
类似参数传递方式(值传递、引入传递、指针传递),在Lambda表达式中,外部变量的捕获方式也有值捕获、引用捕获、隐式捕获。
1、值捕获
值捕获和参数传递中的值传递类似,被捕获的变量的值在Lambda表达式创建时通过值拷贝的方式传入,因此随后对该变量的修改不会影响影响Lambda表达式中的值。
示例如下:
int main() { int a = 123; auto f = [a] { cout << a << endl; }; a = 321; f(); // 输出:123 }
这里需要注意的是,如果以传值方式捕获外部变量,则在Lambda表达式函数体中不能修改该外部变量的值。
2、引用捕获
使用引用捕获一个外部变量,只需要在捕获列表变量前面加上一个引用说明符&。如下:
int main() { int a = 123; auto f = [&a] { cout << a << endl; }; a = 321; f(); // 输出:321 }
从示例中可以看出,引用捕获的变量使用的实际上就是该引用所绑定的对象。
3、隐式捕获
上面的值捕获和引用捕获都需要我们在捕获列表中显示列出Lambda表达式中使用的外部变量。除此之外,我们还可以让编译器根据函数体中的代码来推断需要捕获哪些变量,这种方式称之为隐式捕获。隐式捕获有两种方式,分别是[=]和[&]。[=]表示以值捕获的方式捕获外部变量,[&]表示以引用捕获的方式捕获外部变量。
隐式值捕获示例:
int main() { int a = 123; auto f = [=] { cout << a << endl; }; // 值捕获 f(); // 输出:123 }
隐式引用捕获示例:
int main() { int a = 123; auto f = [&] { cout << a << endl; }; // 引用捕获 a = 321; f(); // 输出:321 }
4、混合方式
上面的例子,要么是值捕获,要么是引用捕获,Lambda表达式还支持混合的方式捕获外部变量,这种方式主要是以上几种捕获方式的组合使用。
到这里,我们来总结一下:C++11中的Lambda表达式捕获外部变量主要有以下形式:
捕获形式 | 说明 |
---|---|
[] | 不捕获任何外部变量 |
[变量名, …] | 默认以值得形式捕获指定的多个外部变量(用逗号分隔),如果引用捕获,需要显示声明(使用&说明符) |
[this] | 以值的形式捕获this指针 |
[=] | 以值的形式捕获所有外部变量 |
[&] | 以引用形式捕获所有外部变量 |
[=, &x] | 变量x以引用形式捕获,其余变量以传值形式捕获 |
[&, x] | 变量x以值的形式捕获,其余变量以引用形式捕获 |
修改捕获变量
前面我们提到过,在Lambda表达式中,如果以传值方式捕获外部变量,则函数体中不能修改该外部变量,否则会引发编译错误。那么有没有办法可以修改值捕获的外部变量呢?这是就需要使用mutable关键字,该关键字用以说明表达式体内的代码可以修改值捕获的变量,示例:
int main() { int a = 123; auto f = [a]()mutable { cout << ++a; }; // 不会报错 cout << a << endl; // 输出:123 f(); // 输出:124 }
Lambda表达式的参数
Lambda表达式的参数和普通函数的参数类似,那么这里为什么还要拿出来说一下呢?原因是在Lambda表达式中传递参数还有一些限制,主要有以下几点:
- 参数列表中不能有默认参数
- 不支持可变参数
- 所有参数必须有参数名