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C++ lambda表达式入门

勾炳
2023-12-01

Reference:

  1. C++ lambda表达式入门

1. 定义

lambda 表达式 就是一个(匿名)函数,也就是一个没有函数名的函数。为什么不需要函数名呢,因为我们一次性的用它,嵌入式用的它,不需要在其他地方调用它。
lambda 表达式也叫闭包,闭就是封闭(其他地方都不调用)的意思,包就是函数。
lambda 表达式其实就是一个函数对象,他内部创建了一个重载()操作符的类。
lambda 表达式的简单语法如下:[capture] (parameters) -> return value { body },只有 [capture] 捕获列表和 { body } 函数体是必选的,其他可选。

创建 lambda函数的一个原因是有些人希望创建一个能接受(lambda函数)参数的函数。
lambda 的引入给我们带来了一种全新的编程体验,它可以让我们把 function 当做是 data 一样传递,并且使我们从繁琐的语法中解放出来,更加关注于“算法”本身。

新的 std::function 是传递 lambda函数的最好方式,不管是传递参数还是返回值。

2. lambda表达式的使用

2.1 最简单的 lambda表达式

int main()
{
	[] {}();//三部分,[] : 代表lambda表达式的开始;{} : 代表函数体,函数体里面什么都没有;() : 代表函数调用.
}

等价于:

void f()
{
	
}
int main()
{
	f();
}

2.2 加上参数列表

像其他函数一样,我们需要一个参数列表 (),这样 [] {}() 也可以写为:

[](){}();

加了一个 () 代表函数参数,如果什么参数都没有,可以忽略 ()

2.3 再加点打印的东西

int main()
{
	 [] { cout << "Hello, World!"<<endl; }();
}

也可以这样:

int main()
{
	auto lam = [] { cout << "Hello, World!"<<endl; };
	lam();
}

2.4 返回值

-> 代表此匿名函数返回 int。大多数情况下 lambda表达式 的返回值可由编译器猜测得出,因此不需要特别指定返回值类型。

int main()
{
	auto lam =[]() -> int { cout << "Hello, World!"; return 88; };
	//auto lam =[]() { cout << "Hello, World!"; return 88; };//自动推导返回值
    auto ret = lam();
    cout<<ret<<endl;//输出88
	auto lam2 =[]() -> string { cout << "Hello, World!"; return "test"; };
    auto ret1 = lam2();
    cout<<ret1<<endl;//输出test
}

2.5 捕捉变量

变量捕捉才是成就 lambda表达式 卓越的秘方。

  • []: 不捕获任何变量,这种情况下 lambda表达式 内部不能访问外部的变量;
  • [&]:以引用方式捕获所有变量;
  • [=]:用值的方式捕获所有变量 (可能被编译器优化为 const &);
  • [=, &foo]:以引用方式捕获变量 foo,但其余变量都靠值捕获;
  • [&,foo]:以值方式捕获 foo,但其余变量都靠引用捕获;
  • [bar]:以值方式捕获 bar,不捕获其他变量;
  • [this]:捕获所在类的 this 指针 (Qt 中使用很多,如此 lambda 可以通过 this 访问界面控件的数据)
int a=1,b=2,c=3;
auto lam2 = [&,a](){//b,c以引用捕获,a以值捕获。
	b=5;c=6;//a =1; a不能赋值
	cout << a<<b<<c<<endl;//输出 1 5 6
};
lam2();

2.6 STL应用

毋庸置疑,lambda 最大的一个优势是在使用 STL 算法库时:

vector<string> address{"111","222",",333",".org","wwwtest.org"};
for_each(address.begin(),address.end(),[](const string& str){cout<<str<<endl;});
// for_each为STL                       [](const string& str){cout<<str<<endl;}为lambda表达式

如此一行代码就可以循环打印容器的数据。

再看一个例子,以前数组排序代码是这样的:

int arr[] = {6,4,3,2,1,5};
bool compare(int& a,int& b)//谓词函数
{
    return a>b;
}
std::sort(arr, arr+6, compare);

用 lambda 表示:

std::sort(arr, arr+6, [](const int& a,const int& b){return a>b;});//降序排序
//std::sort(arr, arr+6, [](const auto& a,const auto& b){return a>b;}); //C++14支持基于类型推断的泛型lambda表达式。
std::for_each(begin(arr),end(arr),[](const int& e){cout<<"After:"<<e<<endl;});//6,5,4,3,2,1

lambda表达式取代了谓词函数,一行代码搞定排序,再一行代码搞定打印数组所有数据。

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