C++11 Lambda表達式

原創

2018-10-21 08:57

Lambda表達式

匿名函數有函數體，但沒有函數名。
匿名函數是很多高級語言都支持的概念，如lisp語言在1958年首先採用匿名函數。正因爲如此，C++11也同樣引入了lambda函數。
在C++11中,你可以在源碼中內聯一個lambda函數，這就使得創建快速的、一次性的函數變得簡單了。

相同類似功能我們也可以使用函數對象或者函數指針實現：函數對象能維護狀態，但語法開銷大，而函數指針語法開銷小，卻沒法保存範圍內的狀態。lambda表達式正是結合了兩者的優點。

聲明Lambda表達式

[capture list] (params list) mutable exception-> return type { function body };
[capture list] (params list) -> return type {function body};  //1
[capture list] (params list) {function body};		//2
[capture list] {function body};		//3

capture list：捕獲外部變量列表
params list：形參列表
mutable指示符：用來說用是否可以修改捕獲的變量
exception：異常設定
return type：返回類型
function body：函數體

標號1. 函數聲明瞭一個const類型的表達式，此聲明不可改變capture list中的捕獲的值。
標號2. 函數省略了返回值，此時如果function body內含有return語句，則按return語句返回類型決定返回值類型，若無則返回值爲void類型。
標號3. 函數無參數列表，意味無參函數。

簡單的例子

在C++中我們對STL庫中的sort()運用十分頻繁，接下來就是關於他的一個例子：

//省略細節
bool compare(int a,int b){
	return a<b;
}
{
	vector<int> vec{1,0,9,5,3,3,7,8,2};
	sort(vec.begin(),vec.end(),compare);
	//在C++11之前，我們使用STL的sort函數，可以提供一個謂詞函數來爲sort改變其排序判斷標準
}

接下來是lambda表達式的形式：

{	
	vector<int> vec{1,0,9,5,3,3,7,8,2};
	sort(lbvec.begin(), lbvec.end(), [](int a, int b) -> bool { return a < b; });  
	 // Lambda表達式
}

lambda不僅提高了代碼可讀性，且在例子中，這一個提供判斷依據的函數是隻需調用一次，在這時，lambda表達式就顯示出它的“即用即扔”的特點，很適合這種不需要重複調用且運用區域單一的情景（而不是去多寫一個compare的函數）。

捕獲外部變量

Lambda表達式可以捕獲外面變量，但需要我們提供一個謂詞函數（[capture list]在聲明表達式最前）
類似參數傳遞方式：值傳遞、引入傳遞、指針傳遞。
在Lambda表達式中，外部變量捕獲方式也類似：值捕獲、引用捕獲、隱式捕獲。

值捕獲

    int a = 123;
    auto f = [a] { cout << a << endl; }; 
    f(); // 輸出：123
    a = 321;
    f(); // 輸出：123

值捕獲和參數傳遞中的值傳遞類似，被捕獲的值在Lambda表達式創建時通過值拷貝的方式傳入，因此Lambda表達式函數體中不能修改該外部變量的值；同樣，函數體外對於值的修改也不會改變被捕獲的值。

引用捕獲

    int a = 123;
    auto f = [&a] { cout << a << endl; }; 
    a = 321;
    f(); // 輸出：321

引用捕獲的變量使用的實際上就是該引用所綁定的對象，因此引用對象的改變會改變函數體內對該對象的引用的值。

隱式捕獲

隱式捕獲有兩種方式，分別是
[=]：以值補獲的方式捕獲外部所有變量
[&]：表示以引用捕獲的方式捕獲外部所有變量。

	int a = 123 ,b=321;
    auto df = [=] { cout << a << b << endl; };    // 值捕獲
    auto rf = [&] { cout << a << b << endl; };    // 引用捕獲

其他捕獲方式

C++11Lambda表達式捕獲外部變量形式
[ ]	不捕獲任何變量（無參函數）
[變量1,&變量2, …]	值(引用)形式捕獲指定的多個外部變量
[this]	值捕獲this指針
[=, &x]	變量x以引用形式捕獲，其餘變量以傳值形式捕獲