lambda表达式的介绍

简介: lambda表达式的介绍

lambda表达式


我们可以向一个算法传递任何类别可调用对象,如果可以对其使用调用运算符(),则称它为可调用的。c++中可调用对象有函数、函数指针、重载函数调用运算符类、lambda表达式。

一个lambda表达式表示一个可调用的代码单元,可将其理解为一个未命名的内联函数。一个lambda具有一个返回类型、一个参数列表和一个函数体(同函数一样)。与函数不同的是,lambda可定义在函数内部,有捕获列表:


[capture list] (parameter list)->return type{ function body };


  • captue list(捕获列表)是一个lambda所在函数中定义的局部变量列表(通常为空)
  • return type为返回类型,
  • parameter list为参数列表、
  • function body为函数体 可以忽略参数列表(等价于指定一个空参数列表)和返回类型(此时根据代码推断,有return返回相应类型,没有为void),但必须包含捕获列表和函数体:


auto f=[] {return 42;};
cout<<f()<<endl;  //调用时也有调用运算符()
//lambda不能设默认参数,因此一个lambda调用时实参数目必须与形参一一对应。
[](const string &s1,const string &s2)
{
return s1.size()<s2.size(); 
}


上面的代码中,第一段代码定义了一个 lambda 表达式 f,它不接受任何参数,返回值为 42。第二行代码调用了这个 lambda 表达式,并输出其返回值 42。

lambda 表达式是 C++11 引入的一种新特性,可以用于定义一个匿名函数对象。它的基本形式为:

[ capture ] ( parameters ) mutable(optional) exception-> return-type { body }

其中:

  • capture:表示捕获列表,用于指定需要捕获的变量,可以是值传递或引用传递方式。
  • parameters:表示参数列表。
  • mutable:表示可变性,用于指定 lambda 表达式是否可以修改其捕获的变量。
  • exception:表示异常规格说明。
  • return-type:表示返回值类型。
  • body:表示函数体。

第二段代码定义了一个带有两个参数的 lambda 表达式,它返回第一个参数字符串的长度是否小于第二个参数字符串的长度。该 lambda 表达式中使用了一个函数对象调用运算符,用于在调用时执行 lambda 表达式的函数体,并返回计算结果。


捕获规则


lambda表达式的捕获列表有值捕获和引用捕获!

我们可以在捕获列表中写一个&或者=,指示编译器推断捕获列表。&告诉编译器采用捕获引用方式,=则表示采用值捕获方式。我们希望对一部分变量采用值捕获,对其他变量采用引用捕获,可以混合使用隐式捕获和显式捕获:

  • 当混合使用隐式捕获和显式捕获时,捕获列表中的第一个元素必须是一个&=(必须隐式)
  • 当混合使用隐式捕获和显式捕获时,显式捕获的变量必须使用与隐式捕获不同的方式


void biggies(vector<string> &words,vector<string>::size_type sz,ostream &os,string c=" "){ //words,sz c采用值捕获,os为引用捕获
for_each(words.begin(),words.end(),[=,&os](const string &s){
os<<s<<c<<ends;
   }
       ); 
}


上面的代码是 函数名为biggies,接受三个参数:一个引用类型的vector``<string>words,一个vector``<string>``::size_type类型的sz,一个ostream&类型的os,以及一个默认参数为一个空格字符串的string类型的c。

函数体中调用了STL库函数for_each(),用来对words容器中的每个元素进行操作。对于每个元素,定义了一个lambda表达式作为for_each()的第三个参数,这个lambda表达式中使用了值捕获和引用捕获。其中,通过[=]表示采用值捕获,即将函数体内除了os以外的所有局部变量(包括words,sz和c)都以值的形式传递给lambda表达式。通过“&os”表示引用捕获,即将os以引用的形式传递给lambda表达式。lambda表达式的函数体中将每个元素插入到os流中,并在字符串后面加上c参数所表示的字符串。函数执行完毕后,os流中包含了所有元素和它们之间的分隔符。

默认情况下,对于一个值被拷贝的变量,lambda不会改变其值。如果我们希望能改变一个被捕获的变量的值,就必须在参数列表首加上关键字mutable


int sum(int& a, int& b, int& c)
{
    c = 10;
    a = 11;
    b = 12;
    cout << a<<" " << b<<" " << c << endl;
    return a + b + c;
}
void lambdaTest(int a, int b)
{
    int c = 20;
    auto f = [&,c]()mutable {return sum(a, b, c); };
    int ret = f();
    cout << ret <<" " << a <<" "<<b <<" " << c << endl;
}


代码解释

首先,定义了一个函数sum,它有三个引用参数abc。在函数中,将c设置为10,a设置为11,b设置为12,然后返回这三个参数的和。

然后定义了一个lambda表达式f,它通过捕获列表绑定了外部变量abc的引用,其中变量c通过mutable关键字被标记为可修改的。在lambda表达式中,sum函数被调用,并将其返回值存储在变量ret中。

最后,将retabc的值打印到标准输出流中。由于在sum函数中,abc是作为引用参数传递的,因此它们的值也被修改了。输出结果将显示ab的值没有被改变,因为它们只是被引用传递,而c的值已经被修改为10,因为它是被传递的引用参数。此外,由于c在捕获列表中被标记为可修改的,因此它的值也被修改为13,因为在sum函数中,它的值被设置为10。


11 12 10
33 11 12 20


lambda是函数对象


我们编写一个lambda后,编译器将表达式翻译成一个未命名类的未命名对象,这个类中有一个重载的函数调用运算符。如下面这个lambda:


sort(vec.begin(),vec.end(),[](const string&a,const string&b){return a.size()<b.size();});


相似于下面类对象:由于默认情况下lambda不能改变它捕获的变量,因此在默认情况下lambda生成的类当中的函数调用运算符是const成员函数:


class shorter{
public:
  bool operator()(const string&a,const string&b)const{
    return a.size()<b.size();
  }
};


生成类对于lambda的值捕获与引用捕获的不同

lambda表达式通过引用捕获变量时 ,程序确保lambda执行引用时所引用的对象确实存在,编译器可以直接使用该引用而无需再lambda产生的类中将其存储。但是通过值捕获时,在lambda生成的类中需要为值捕获的变量生成数据成员,创建构造函数:


auto w=find_if(vec.begin(),vec.end(),[sz](const string&a,){return a.size()>=sz;});


lambda值捕获sz,则其产生的类将形如:


class Sizecmp{
public:
  Sziecamp(size_t n):sz(n){}
  bool operator()(const string&a)const{
    return a.size()>=sz;
private:
  size_t sz;
};


标准库定义了一组表示算术、关系、逻辑运算符的类,都被定义成模板的形式,可以为其指定具体的应用类型即调用运算符的形参类型。

目录
相关文章
|
数据采集 搜索推荐 算法
数据中台:前台调用能快速响应、数据口径一致(4)
数据中台:前台调用能快速响应、数据口径一致(4)
260 0
数据中台:前台调用能快速响应、数据口径一致(4)
|
机器学习/深度学习 C语言 Python
【Python】python 机器学习之 Numpy 使用总结(二)
【Python】python 机器学习之 Numpy 使用总结(二)
185 0
|
算法 前端开发 Java
谷歌推荐的大学生技术学习指南
有一个扎实的计算机科学的基础,是成为成功的软件工程师的重要条件。这是一个引导大学生自学技术和非技术技能的建议。你可以通过这个指南决定选修的课程,但是请确保这个课程符合你专业要求,以保证顺利毕业。本指南提供的网上资源并不是要取代大学提供的课程。它们可能会给你所学的内容进行补充或提供一个主题的介绍。
245 0
|
2天前
|
存储 弹性计算 人工智能
【2025云栖精华内容】 打造持续领先,全球覆盖的澎湃算力底座——通用计算产品发布与行业实践专场回顾
2025年9月24日,阿里云弹性计算团队多位产品、技术专家及服务器团队技术专家共同在【2025云栖大会】现场带来了《通用计算产品发布与行业实践》的专场论坛,本论坛聚焦弹性计算多款通用算力产品发布。同时,ECS云服务器安全能力、资源售卖模式、计算AI助手等用户体验关键环节也宣布升级,让用云更简单、更智能。海尔三翼鸟云服务负责人刘建锋先生作为特邀嘉宾,莅临现场分享了关于阿里云ECS g9i推动AIoT平台的场景落地实践。
【2025云栖精华内容】 打造持续领先,全球覆盖的澎湃算力底座——通用计算产品发布与行业实践专场回顾
|
3天前
|
云安全 数据采集 人工智能
古茗联名引爆全网,阿里云三层防护助力对抗黑产
阿里云三层校验+风险识别,为古茗每一杯奶茶保驾护航!
古茗联名引爆全网,阿里云三层防护助力对抗黑产
|
4天前
|
存储 机器学习/深度学习 人工智能
大模型微调技术:LoRA原理与实践
本文深入解析大语言模型微调中的关键技术——低秩自适应(LoRA)。通过分析全参数微调的计算瓶颈,详细阐述LoRA的数学原理、实现机制和优势特点。文章包含完整的PyTorch实现代码、性能对比实验以及实际应用场景,为开发者提供高效微调大模型的实践指南。
514 1
kde
|
4天前
|
人工智能 关系型数据库 PostgreSQL
n8n Docker 部署手册
n8n是一款开源工作流自动化平台,支持低代码与可编程模式,集成400+服务节点,原生支持AI与API连接,可自托管部署,助力团队构建安全高效的自动化流程。
kde
347 3
|
2天前
|
Linux 虚拟化 iOS开发
VMware Workstation Pro 25H2 for Windows & Linux - 领先的免费桌面虚拟化软件
VMware Workstation Pro 25H2 for Windows & Linux - 领先的免费桌面虚拟化软件
692 4
VMware Workstation Pro 25H2 for Windows & Linux - 领先的免费桌面虚拟化软件