C++之Lambda表达式
参考
Lambda是C++11引入的匿名函数对象，算是一个语法糖，而且还在不断发展。
1. 特点
- 就地定义，无需单独命名
- 可捕获上下文变量
- 可自动推导返回类型（多数情况）
- 可作为函数参数传递
2. 语法
[capture](parameters) mutable -> return_type { //Body }
-
[capture]：捕获列表，用于指定Lambda如何访问外部变量。
-
(parameters)：参数列表，和普通函数的参数类似，但需要注意Lambda参数C++14起才支持auto类型。且不允许有默认参数。
-
mutable：这个关键字的作用是允许修改按值捕获的变量，或者调用非const的成员函数。默认情况下Lambda的operator()是const的，所以不加mutable的话，无法修改按值捕获的变量。
-
return_type：返回类型，通常可以自动推导，但在某些情况下需要显式指定，比如函数体内有多个return语句且返回类型不一致时。
-
函数体：Lambda的具体实现代码，和普通函数类似，但可以访问捕获的变量。
3. 示例
这是官方给出的一个标准示例，实例中std::sort函数第三个参数应该是传递一个排序规则的函数，但是这个实例中直接将排序函数的实现写在应该传递函数的位置，省去了定义排序函数的过程，对于这种不需要复用，且短小的函数，直接传递函数体可以增加代码的可读性。
#include <algorithm>
#include <cmath>
void abssort(float* x, unsigned n) {
std::sort(x, x + n,
// Lambda expression begins
[](float a, float b) {
return (std::abs(a) < std::abs(b));
} // end of lambda expression
);
}
4. Lambda表达式参数详解
4.1 Lambda捕获列表
Lambda表达式与普通喊数最大的区别在于，除了可以使用参数外，Lambda表达式还可以通过捕获列表访问一些上下文中的数据。具体地，捕获列表描述了上下文那些数据可以被Lambda使用，以及使用方式（值传递或引用传递）。语法上，在[]包括起来的的是捕获列表，捕获列表有多个捕获项组成，并以逗号分隔。捕获列表有以下几种形式:
[]表示捕获任何变量
auto function = ([]{
std::cout << hello world! << std::endl;
}
);
function();
[var]表示值传递方捕获变量var，外面只改变并不会改变Lambda捕获时的值
int main(int argc, char** argv) {
int num = 100;
auto function = ([num]{
std::cout << "num1: " << num << std::endl;
}
);
num = 1000;
function();
std::cout << "num2: " << num << std::endl;
}
[=]表示值传递方式捕获所有父作用域的变量，包括this
int main(int argc, char** argv) {
int num = 100;
auto function = ([=]{
std::cout << "num1: " << num << std::endl;
}
);
num = 1000;
function();
std::cout << "num2: " << num << std::endl;
}
[&var]表示引用传递方式捕获变量，跟值传递不同，外部值改变会实时更新，lambda表达式内也能更改捕获的值
int main(int argc, char** argv) {
int num = 100;
auto function = ([&num]{
std::cout << "num1: " << num << std::endl;
num = 11;
}
);
num = 1000;
function();
std::cout << "num2: " << num << std::endl;
}
[=,&]拷贝与引用混用
int main(int argc, char** argv) {
int index = 1;
int num = 100;
auto function = ([=,&num]{
num = 1000;
std::cout << "index1: " << index << "num1: " << num << std::endl;
}
);
function();
}
4.2 Lambda参数列表
int main(int argc, char** argv) {
int index = 1;
int num = 100;
auto function = [](int first, int second){
return first + second;
};
auto ret = function(100,200);
std::cout << "ret: " << ret << std::endl;
}
4.3 可变规格mutable
默认情况下，Lambda函数总是一个const函数，mutable修饰符可以取消其常亮性。在使用该修饰符时，参数列表不可省略（即使参数为空）。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int m = 0;
int n = 0;
[&, n] (int a) mutable {
m = ++n + a; //不加mutable，提示++n报错
}(4);
cout << m << endl << n << endl;
}
4.4 返回类型
Lambda表达式的返回类型会自动推导。除非你指定了返回类型，否则不必使用关键字。返回型类似于通常的方法或函数的返回型部分。但是，返回类型必须在参数列表之后，并且必须在返回类型->之前包含类型关键字。如果lambda主体仅包含一个return语句或该表达式未返回值，则可以省略Lambda表达式的return-type部分。如果lambda主体包含一个return语句，则编译器将从return表达式的类型中推断出return类型。否则，编译器将返回类型推导为void。
auto x1 = [](int i){ return i; };
4.5 Lambda函数体
5. Lambda适用场景
- 应用于STL算法库
#include <algorithm>
#include <cmath>
using namespace std;
int main()
{
// for_each应用实例
int a[4] = {33,4,11,2};
sort(a, a+4, [=](int x, int y) -> bool {
return x%10 < y%10;
} );
for_each(a, a+4, [=](int x) {
cout << x << " ";
} );
}
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
// remove_if应用实例
std::vector<int> vec_data = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
int x = 5;
vec_data.erase(std::remove_if(vec_data.begin(), vec_data.end(), [=](int i) {
return i < x;}), vec_data.end());
std::for_each(vec_data.begin(), vec_data.end(), [](int i) {
std::cout << i << std::endl;});
}
- 短小不需要复用函数场景
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main(void)
{
int data[6] = { 3, 4, 12, 2, 1, 6 };
vector<int> testdata;
testdata.insert(testdata.begin(), data, data + 6);
// 对于比较大小的逻辑，使用lamdba不需要在重新定义一个函数
sort(testdata.begin(), testdata.end(), [](int a, int b){
return a > b; });
for (int a : testdata)
{
std::cout << a << std::endl;
}
return 0;
}
- 应用于多线程场景
clude <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
#include <algorithm>
int main()
{
// vector 容器存储线程
std::vector<std::thread> workers;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
workers.push_back(std::thread([]()
{
std::cout << "thread function\n";
}));
}
std::cout << "main thread\n";
// 通过 for_each 循环每一个线程
// 第三个参数赋值一个task任务
// 符号'[]'会告诉编译器我们正在用一个匿名函数
// lambda函数将它的参数作为线程的引用t
// 然后一个一个的join
std::for_each(workers.begin(), workers.end(), [](std::thread &t)
{
t.join();
});
return 0;
}
- 应用于函数指针与function
#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;
int main(void)
{
int x = 8, y = 9;
auto add = [](int a, int b) { return a + b; };
std::function<int(int, int)> Add = [=](int a, int b) { return a + b; };
cout << "add: " << add(x, y) << endl;
cout << "Add: " << Add(x, y) << endl;
return 0;
}
- 作为函数的入参
void DataCallback(FuncCallback callback)
{
std::cout << "Start FuncCallback!" << std::endl;
callback();
std::cout << "End FuncCallback!" << std::endl;
}
auto callback_handler = [&](){
std::cout << "This is callback_handler";
};
DataCallback(callback_handler);
- 在QT中的应用
QTimer *timer=new QTimer;
timer->start(1000);
QObject::connect(timer,&QTimer::timeout,[&](){
qDebug() << "Lambda表达式";
});
int a = 10;
QString str1 = "汉字博大精深";
connect(pBtn4, &QPushButton::clicked, [=](bool checked){
qDebug() << a <<str1;
qDebug() << checked;
qDebug() << "Hua Windows Lambda Button";
});
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