C++的匿名函数（lambda表达式）

总述

 C++11提供了对匿名函数的支持,称为Lambda函数(也叫Lambda表达式). 它是定义和使用匿名函数对象的一种简便的方式。匿名函数是我们需要用到的一个函数，但是又不想去费力命名一个函数的场景。我们无需为每个值或者每种类型)单独编写函数，更不必把值保存在让人厌倦的全局变量中 。 利用lambda表达式可以编写内嵌的匿名函数，用以替换独立函数或者函数对象，并且使代码更可读。

    工作的时候这个是比较常用的，通过匿名函数进行函数内部变量的捕获，继而进行操作变量等。那么现在就由我来给大家分享一下，我对Lambda表达式的认知，仅作为一个基础的介绍哈，毕竟C++博大精深，吾辈还需要深究。

作者：良知犹存

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1 它的结构

 

 

一条lambda表达式一般会有以下部分：

1.一个可能为空的捕获列表，指明定义环境中的那些名字能被用在lambda表达式内，以及这些名字的访问形式拷贝还是引用，捕获列表位于 [] 内。

2.一个可选的参数列表，指明lambda表达式所需的参数，参数列表位于 () 内。

3.一个可以选的mutable修饰符，指明该lambda表达式可能会修改它自身的状态（即，改变通过值捕获的变量的副本）

4.一个可选的 -> 形式的返回类型声明  

5.一个表达式体，指明要执行的代码，表达式位于 {} 内。

 

[捕获列表](参数列表) mutable(可选) 异常属性 -> 返回类型 {
// 函数体
}

 

 

 

上面的语法规则除了 [捕获列表] 内的东西外，其他部分都很好理解，只是一般函数的函数名被略去， 返回值使用了一个 -> 的形式进行。

所谓捕获列表，其实可以理解为参数的一种类型，lambda 表达式内部函数体在默认情况下是不能够使用函数体外部的变量的， 这时候捕获列表可以起到传递外部数据的作用。

 

在lambda中，传参、返回结果以及定义表达式体和普通的函数都是一致的，区别就在于普通函数没有提供局部变量“捕获”功能，而局部捕获的功能，就意味着lambda可以做局部函数使用，而普通函数不能。

 

展示一个小例子证明lambda表达式的简洁性：

Greater than 是一个函数对象，保存了要比较的值:

struct Greater_than {
  int val;
  Greater_than(lnt v) : val{v} { }  ;
　bool operatorO(const pair<string.int>& r) { return r.second>val};
};

 

我们也可以使用 lambda 表达式 :

 

auto p =find_if(m.beginO, m.endO, 
[](const pair<string， int>& r) { return r.second>42; }); 

 

每当你定义一个lambda表达式后，编译器会自动生成一个匿名类（这个类当然重载了()运算符），我们称为闭包类型（closure type）。

 

2 基本的参数分析

 

 

C++11中的Lambda表达式捕获外部变量主要有以下形式：

 

• []：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；

    

 

 

    在上面的捕获方式中，注意最好不要使用[=]和[&]默认捕获所有变量。首先说默认引用捕获所有变量，你有很大可能会出现悬挂引用（Dangling references），因为引用捕获不会延长引用的变量的声明周期，例如一个形参传进来我们进行捕获并作为一个返回值执行。因为函数传参进来之后，本函数不会保存该变量，函数执行完就会自动释放，那么这个时候返回值就可能产生一个没有意义的结果。​​​​​​​

auto evt_set_status_x = [&](EventType x){  status[x] = true;/*通过引用捕获的变量 我们可以进行修改变量的数据*/};

 

    [&]是一个捕获列表(  capture l ist ), 它指明所用的局部名字(如 x) 将通过引用访问 。如果我们希望只"捕获 "x ，则可以写成 [&x] ;如果希望给生成的函数对象传递一个  的拷贝， 则写成[ x] 。什么也不捕获是[]，捕获所有通过引用访问的局部名字是[&]，捕获所有以值访问的局部名字是[=]  。     

 

    并且lambda表达式也可以赋值给相对应的函数指针，这也使得你完全可以把lambda表达式看成对应函数类型的指针。

 

 

当我们需要访问它的局部变量的时候，我们需要特别定义捕获列表中的类型

 

下面是一个没有使用局部变量的lambda表达式，所以它的[]里面为空

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void part(vector<int>& v){    
　　sort(v.begin,v.end);//排列值
   sort(v.begin,v.end,            
　　　　[](int x,int y){return abs(x) < abs(y);});//排列绝对值
}

 

 

下面是一个使用局部变量的lambda表达式，所以它的[]里面为空就会出错​​​​​​​

void part(vector<int>& v){    
　　bool value = true;
    sort(v.begin,v.end,            [](int x,int y){return  value ? x<y:abs(x) < abs(y);});
}

 

这时候就错误了，因为我们用到了value这个局部变量，而没有进行捕获列表的设置。

 

3 捕获使用分析

 

使用 lambda 虽然简单便捷，但也有可能显得晦涩难懂 。  

值捕获

与参数传值类似，值捕获的前提是变量可以拷贝，不同之处则在于，被捕获的变量在 lambda 表达式被创建时拷贝， 而非调用时才拷贝：

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#include <iostream>
void value_capture() {
    int value = 1;
    auto copy_value = [value] {
        return value;
    };
    value = 100;
    auto stored_value = copy_value();
    std::cout << "stored_value = " << stored_value << std::endl;
}

int main(int argc,char ** argv)
{
  value_capture();
}
// 这时, stored_value == 1, 而 value == 100.
// 因为 copy_value 在创建时就保存了一份 value 的拷贝

 

​

 

记得编译的时候加 -std=c++11

 

引用捕获

 

与引用传参类似，引用捕获保存的是引用，值会发生变化:

void reference_capture() {
    int value = 1;
    auto copy_value = [&value] {
        return value;
    };
    value = 100;
    auto stored_value = copy_value();
    std::cout << "stored_value = " << stored_value << std::endl;
    // 这时, stored_value == 100, value == 100.
    // 因为 copy_value 保存的是引用
}

 

​

 

泛型lambda表达式

从C++14开始，lambda表达式支持泛型：其参数可以使用自动推断类型的功能，而不需要显示地声明具体类型。这就如同函数模板一样，参数要使用类型自动推断功能，只需要将其类型指定为auto，类型推断规则与函数模板一样。就用我最早给出的那个例子好了。

 

 

auto evt_set_status_x = [&](EventType x){
  status[x] = true;
};

　　

​​​

 这就是我分享的c++中的lambda表达式，以后有机会再往深入去分析一哈，其次如果大家有什么更好的思路，欢迎分享交流哈。

 

 

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