C++ 11中的Lambda表达式

C++ 11中的Lambda表达式用于定义并创建匿名的函数对象, 函数式变成风格也融入到C++中。 Lambda 的函数显得与以前的C++规范下的代码风格有些差别，先看一个简单的例子；

 

int main()
{
  int girls = 3;
  int boys = 4;

  auto totalChild = [](int x, int y)->int { return x + y; };

  return totalChild(girls + boys);    
}

 如上代码，我们定义了一个lambda 函数， 该函数接受两个参数（int x，int y),并返回其值。 直观的说， lambda 函数跟普通函数相比不需要函数名（匿名函数）， 取而代之的是一对[]。此外，lambda函数还采用了追踪返回类型的方式生命返回值。

 

lambda 函数的定义如下

[capture] (parameters) mutable ->return_type {statement }

其中：

Capture： 捕捉列表，它总是出现在lambda函数的开始，事实上，[] 是lambda函数引出符。捕捉列表由多个捕捉项组成，并以逗号分开，捕捉列表有如下几种形式：

[var]　 表示以值传递方式捕捉变量var

[=]　　表示以值传递方式捕捉所有父作用域的便利（包括this）

[&var]  表示以引用的方式捕捉变量var

[&]      表示以引用传递捕捉所有父作用域的变量（包括this）

[this]   表示以值传递方式捕捉当前的this 指针

一些常见组合：

[=， &a， &b] 表示以引用传递a 和b，值传递其他的所有变量。

[&， a, this]   表示也值传递a 和this， 引用传递其他所有变量。

需要注意的是捕捉列表不允许变量重复传递， 下面就是一些典型的重复， 会导致编译时错误

[=，a] 这里= 已经以值传递所有变量，a 是一种重复

[&， &this] 这里& 已经以引用传递所有的变量， 捕捉&this 是一种重复。

 

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。 在使用该修饰符的时候， 参数列表不可为空（即使参数为空）

 

->return_type

返回类型。用于追踪返回类型形式声明函数的返回类型。处于方便，不需要返回值的时候也可以连同->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断。

{statement}

函数体。 与普通函数一致，不过除了使用参数之外，还可以使用所有捕获的变量

 

 关于lambda 的一些注意事项

使用lambda函数的时候，捕捉列表不同会导致不同的结果。 具体来讲，就是按值传递和按引用传递的方式捕捉列表的效果是不一样的。 对于值传递的捕捉列表， 其传递的值在lambda 函数定义的时候已经决定好了。 而按引用传递，其传递的值则等于lambda函数被调用的值。以下的例子演示这个不同：

#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{    
    auto by_val_lambda = [=] { return j + 1; };
    auto by_ref_lambda = [&] { return j + 1; };

    cout << "by_val_lambda: " << by_val_lambda() << endl;
    cout << "by_ref_lambda: " << by_ref_lambda() << endl;

    j++;
    cout << "by_val_lambda: " << by_val_lambda() << endl;
    cout << "by_ref_lambda: " << by_ref_lambda() << endl;
}

程序输出：

by_val_lambda: 13
by_ref_lambda: 13
by_val_lambda: 13
by_ref_lambda: 14

第一次调用by_val_lambda 和by_ref_lambda 时，其运算结果并没有不同，两者均为 12 + 1 = 13. 但第二次调用by_val_lambda的时候， 其计算的是12 + 1 = 13， 相反地，第二次调用by_ref_lambda时计算的是 13 + 1 = 14. 原因在于by_val_lambda中，j被视为常量，一旦初始化以后就不会改变（可以认为之后的只是一个跟父作用域中j同名的常量）而在by_ref_lambda中， j 仍作为父作用域中的值。

在使用lambda函数的时候，如果需要捕捉到值成为lambda 函数的常量，应该按值传递的方式捕捉，反之， 需要捕捉的值称为lambda 函数运行时的常量，则应该使用引用捕捉。