C++的匿名函數(shù)（lambda表達(dá)式）
總述
C++11提供了對匿名函數(shù)的支持,稱為Lambda函數(shù)(也叫Lambda表達(dá)式). 它是定義和使用匿名函數(shù)對象的一種簡便的方式。匿名函數(shù)是我們需要用到的一個(gè)函數(shù)，但是又不想去費(fèi)力命名一個(gè)函數(shù)的場景。我們無需為每個(gè)值或者每種類型)單獨(dú)編寫函數(shù)，更不必把值保存在讓人厭倦的全局變量中 。 利用lambda表達(dá)式可以編寫內(nèi)嵌的匿名函數(shù)，用以替換獨(dú)立函數(shù)或者函數(shù)對象，并且使代碼更可讀。
工作的時(shí)候這個(gè)是比較常用的，通過匿名函數(shù)進(jìn)行函數(shù)內(nèi)部變量的捕獲，繼而進(jìn)行操作變量等。那么現(xiàn)在就由我來給大家分享一下，我對Lambda表達(dá)式的認(rèn)知，僅作為一個(gè)基礎(chǔ)的介紹哈，畢竟C++博大精深，吾輩還需要深究。
1.它的結(jié)構(gòu)
一條lambda表達(dá)式一般會有以下部分：
1.一個(gè)可能為空的捕獲列表，指明定義環(huán)境中的那些名字能被用在lambda表達(dá)式內(nèi)，以及這些名字的訪問形式拷貝還是引用，捕獲列表位于 [] 內(nèi)。
2.一個(gè)可選的參數(shù)列表，指明lambda表達(dá)式所需的參數(shù)，參數(shù)列表位于 () 內(nèi)。
3.一個(gè)可以選的mutable修飾符，指明該lambda表達(dá)式可能會修改它自身的狀態(tài)(即，改變通過值捕獲的變量的副本)
4.一個(gè)可選的 -> 形式的返回類型聲明
5.一個(gè)表達(dá)式體，指明要執(zhí)行的代碼，表達(dá)式位于 {} 內(nèi)。
- [捕獲列表](參數(shù)列表) mutable(可選) 異常屬性 -> 返回類型 {
- // 函數(shù)體
- }
上面的語法規(guī)則除了 [捕獲列表] 內(nèi)的東西外，其他部分都很好理解，只是一般函數(shù)的函數(shù)名被略去， 返回值使用了一個(gè) -> 的形式進(jìn)行。
所謂捕獲列表，其實(shí)可以理解為參數(shù)的一種類型，lambda 表達(dá)式內(nèi)部函數(shù)體在默認(rèn)情況下是不能夠使用函數(shù)體外部的變量的， 這時(shí)候捕獲列表可以起到傳遞外部數(shù)據(jù)的作用。
在lambda中，傳參、返回結(jié)果以及定義表達(dá)式體和普通的函數(shù)都是一致的，區(qū)別就在于普通函數(shù)沒有提供局部變量“捕獲”功能，而局部捕獲的功能，就意味著lambda可以做局部函數(shù)使用，而普通函數(shù)不能。
展示一個(gè)小例子證明lambda表達(dá)式的簡潔性：
Greater than 是一個(gè)函數(shù)對象，保存了要比較的值:
- struct Greater_than (
- int val;
- Greater_than(lnt v) : val{v} { }
- bool operatorO(const pair<string.int>& r) { return r.second>val;
- };
我們也可以使用 lambda 表達(dá)式 :
- auto p =find_if(m.beginO, m.endO,
- [](const pair<string， int>& r) { return r.second>42; });
每當(dāng)你定義一個(gè)lambda表達(dá)式后，編譯器會自動生成一個(gè)匿名類(這個(gè)類當(dāng)然重載了()運(yùn)算符)，我們稱為閉包類型(closure type)。
2.基本的參數(shù)分析
C++11中的Lambda表達(dá)式捕獲外部變量主要有以下形式：
- []：默認(rèn)不捕獲任何變量;
- [=]：默認(rèn)以值捕獲所有變量;
- [&]：默認(rèn)以引用捕獲所有變量;
- [x]：僅以值捕獲x，其它變量不捕獲;
- [&x]：僅以引用捕獲x，其它變量不捕獲;
- [=, &x]：默認(rèn)以值捕獲所有變量，但是x是例外，通過引用捕獲;
- [&, x]：默認(rèn)以引用捕獲所有變量，但是x是例外，通過值捕獲;
- [this]：通過引用捕獲當(dāng)前對象(其實(shí)是復(fù)制指針);
- [*this]：通過傳值方式捕獲當(dāng)前對象;
在上面的捕獲方式中，注意最好不要使用[=]和[&]默認(rèn)捕獲所有變量。首先說默認(rèn)引用捕獲所有變量，你有很大可能會出現(xiàn)懸掛引用(Dangling references)，因?yàn)橐貌东@不會延長引用的變量的聲明周期，例如一個(gè)形參傳進(jìn)來我們進(jìn)行捕獲并作為一個(gè)返回值執(zhí)行。因?yàn)楹瘮?shù)傳參進(jìn)來之后，本函數(shù)不會保存該變量，函數(shù)執(zhí)行完就會自動釋放，那么這個(gè)時(shí)候返回值就可能產(chǎn)生一個(gè)沒有意義的結(jié)果。
- auto evt_set_status_x = [&](EventType x)
- {
- status[x] = true;/*通過引用捕獲的變量 我們可以進(jìn)行修改變量的數(shù)據(jù)*/
- };
[&]是一個(gè)捕獲列表( capture l ist ), 它指明所用的局部名字(如 x) 將通過引用訪問 。如果我們希望只"捕獲 "x ，則可以寫成 [&x] ;如果希望給生成的函數(shù)對象傳遞一個(gè) 的拷貝， 則寫成[ x] 。什么也不捕獲是[]，捕獲所有通過引用訪問的局部名字是[&]，捕獲所有以值訪問的局部名字是[=] 。
并且lambda表達(dá)式也可以賦值給相對應(yīng)的函數(shù)指針，這也使得你完全可以把lambda表達(dá)式看成對應(yīng)函數(shù)類型的指針。
當(dāng)我們需要訪問它的局部變量的時(shí)候，我們需要特別定義捕獲列表中的類型
下面是一個(gè)沒有使用局部變量的lambda表達(dá)式，所以它的[]里面為空
- 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);});//排列絕對值
- }
下面是一個(gè)使用局部變量的lambda表達(dá)式，所以它的[]里面為空就會出錯(cuò)
- 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);});/
- }
這時(shí)候就錯(cuò)誤了，因?yàn)槲覀冇玫搅藇alue這個(gè)局部變量，而沒有進(jìn)行捕獲列表的設(shè)置。
3.捕獲使用分析
使用 lambda 雖然簡單便捷，但也有可能顯得晦澀難懂 。
值捕獲
與參數(shù)傳值類似，值捕獲的前提是變量可以拷貝，不同之處則在于，被捕獲的變量在 lambda 表達(dá)式被創(chuàng)建時(shí)拷貝， 而非調(diào)用時(shí)才拷貝：
- #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();
- }
- // 這時(shí), stored_value == 1, 而 value == 100.
- // 因?yàn)?nbsp;copy_value 在創(chuàng)建時(shí)就保存了一份 value 的拷貝
記得編譯的時(shí)候加 -std=c++11
引用捕獲
與引用傳參類似，引用捕獲保存的是引用，值會發(fā)生變化:
- 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;
- // 這時(shí), stored_value == 100, value == 100.
- // 因?yàn)?nbsp;copy_value 保存的是引用
- }
泛型lambda表達(dá)式
從C++14開始，lambda表達(dá)式支持泛型：其參數(shù)可以使用自動推斷類型的功能，而不需要顯示地聲明具體類型。這就如同函數(shù)模板一樣，參數(shù)要使用類型自動推斷功能，只需要將其類型指定為auto，類型推斷規(guī)則與函數(shù)模板一樣。就用我最早給出的那個(gè)例子好了。
- auto evt_set_status_x = [&](EventType x)
- {
- status[x] = true;
- };
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