匿名函数lambda

简介: 匿名函数lambda

一、匿名函数的基本语法

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

语法规则:lambda表达式可以看成是一般函数的函数名被略去,返回值使用了一个->的形式表示。唯一与普通函数不同的是增加了“捕获列表”。

//[捕获列表](参数列表)->返回类型{函数体}
int main()
{
  auto Add = [](int a, int b)->int {
    return a + b;
 };
  std::cout << Add(1, 2) << std::endl;     //输出3
  return 0;
}

一般情况下,编译器可以自动推断出lambda表达式的返回类型,所以我们可以不指定返回类型,即:

//[捕获列表](参数列表){函数体}
int main()
{
  auto Add = [](int a, int b) {
    return a + b;
 };
  std::cout << Add(1, 2) << std::endl;     //输出3
  return 0;
}

但是如果函数体内有多个return语句时,编译器无法自动推断出返回类型,此时必须指定返回类型。


二、捕获列表

有时候,需要在匿名函数内使用外部变量,所以用捕获列表来传递参数。根据传递参数的行为,捕获列表可分为以下几种


2.1 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:

void test3()
{
  int c = 12;
  int d = 30;
  auto Add = [c, d](int a, int b)->int {
    cout << "d = " << d  << endl;
    return c;
 };
  d = 20;
  std::cout << Add(1, 2) << std::endl;
}
d = 30
12

2.2 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。

  int c = 12;
  int d = 30;
  auto Add = [&c, &d](int a, int b)->int {
    c = a; // 编译对的
    cout << "d = " << d  << endl;
    return c;
 };
  d = 20;
  std::cout << Add(1, 2) << std::endl;
d = 20
1


2.3 隐式捕获

手动书写捕获列表有时候是非常复杂的,这种机械性的工作可以交给编译器来处理,这时候可以在捕获列表中写一个 & = 向编译器声明采用引用捕获或者值捕获

传入&

int main(int argc, char * argv[])
{
  int c = 12;
  int d = 30;
  auto Add = [&](int a, int b)->int {
    c = a; 
    cout << "d = " << d  << endl;
    return c;
 };
  d = 20;
  std::cout << Add(1, 2) << std::endl;
  std::cout << "c = " << c<< std::endl;
  std::cout << "d = " << d<< std::endl;
}
d = 20
1
c = 1
d = 20

传入=

int main(int argc, char * argv[])
{
  int c = 12;
  int d = 30;
  auto Add = [=](int a, int b)->int {
    // c = a; 此时这一报错,被捕获的变量在 lambda表达式被创建时拷贝
    cout << "d = " << d  << endl;
    return c;
 };
  d = 20;
  std::cout << Add(1, 2) << std::endl;
  std::cout << "c = " << c<< std::endl;
  std::cout << "d = " << d<< std::endl;
}
d = 30
12
c = 12
d = 20


2.4 空捕获列表

捕获列表’[]'中为空,表示Lambda不能使用所在函数中的变量。

  int c = 12;
  int d = 30;
  // [] 空值,不能使用外面的变量
  auto Add = [](int a, int b)->int {
    cout << "d = " << d  << endl; // 编译报错
    return c;// 编译报错
 };
  d = 20;
  std::cout << Add(1, 2) << std::endl;
  std::cout << "c:" << c<< std::endl;


2.5 表达式捕获

上面提到的值捕获、引用捕获都是已经在外层作用域声明的变量,因此这些捕获方式捕获的均为左值,而不能捕获右值。


C++14之后支持捕获右值,允许捕获的成员用任意的表达式进行初始化,被声明的捕获变量类型会根据表达式进行判断,判断方式与使用 auto 本质上是相同的:

int main(int argc, char * argv[])
{
  auto important = std::make_unique<int>(1);
  auto add = [v1 = 1, v2 = std::move(important)](int x, int y) -> int {
    return x + y + v1 + (*v2);
 };
  std::cout << add(3,4) << std::endl;
}
9


三、泛型 Lambda

在C++14之前,lambda表示的形参只能指定具体的类型,没法泛型化。从 C++14 开始, Lambda 函数的形式参数可以使用 auto关键字来产生意义上的泛型:

int main(int argc, char * argv[])
{
  auto add = [](auto x, auto y) {
    return x+y;
 };
  std::cout <<  add(1, 2) << std::endl;
  std::cout <<  add(1.1, 1.2) << std::endl;
}


四、可变lambda

1)采用值捕获的方式,lambda不能修改其值,如果想要修改,使用mutable修饰

void test() {
  int v = 5;
  // 值捕获方式,使用mutable修饰,可以改变捕获的变量值
  auto ff = [v]() mutable {return ++v;};
  v = 0;
  auto j = ff(); // j为6
}

2)采用引用捕获的方式,lambda可以直接修改其值

void test13() {
  int v = 5;
  // 采用引用捕获方式,可以直接修改变量值
  auto ff = [&v] {return ++v;};
  v = 0;
  auto j = ff(); // v引用已修改,j为1
}
void test13() {
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