【C++新特性】Lambda表达式

 

C++11的一大亮点就是引入了 Lambda 表达式。利用Lambda表达式，可以方便的定义和创建匿名函数。

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声明Lambda表达式

声明格式如下：

[capture list] (params list) mutable exception-> return type { function body}

各项具体含义如下：

1. capture list：捕获外部变量列表，以便在lambda函数中去使用操作外部变量

2. params list：形参列表

3. mutable指示符：用来说明是否可以修改捕获的变量

4. exception：异常设定

5. return type：返回类型

6. function body：函数体

此外，我们还可以省略其中的某些成分来声明Lambda表达式，常见如下：

1. [capture list] (params list)->return type { function body}

2. [capture list] (params list) {function body}

3. [capture list] {function body}

下面，我们就重点介绍一下Lambda表达式各项的具体用法

 

捕获外部变量

Lambda表达式可以使用其可见范围内的外部变量，但必须明确声明哪些外部变量可以被该Lambda表达式使用

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 123;
    auto f = [a] { cout << a <<endl; };
    f(); // 输出123  
   
    return 0;
}

上面这个例子中的Lambda表达式就是使用“值传递”的方式捕获了变量 a，这样在该Lambda表达式中就可以使用该变量了，外部变量的捕获方式包含有值捕获，引用捕获，隐式捕获。

 

1. 值捕获

值捕获和参数传递中的值传递类似，被捕获的变量的值在Lambda表达式创建时通过值拷贝的方式传入，因此随后对该变量的修改不会影响Lambda表达式中的值

例子：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 123;
    auto f = [a] {cout << a << endl;} ;
    f();// 输出123

    return 0;
}

这里需要注意的是如果以值捕获方式捕获变量，那么相当于是捕获了一个const 值变量，这个变量只能使用，但不能被修改，如果想修改这个变量，那么就引入到mutable这个选项，后续介绍

2. 引用捕获

使用引用捕获一个外部变量，只需要在捕获列表前面加上一个引用说明符&。

例子：

#include <iostream>
using namespace std;

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

    return 0;
}

以上可以看出引用捕获的变量实际就是该引用所绑定的对象

3. 隐式捕获

上面的值捕获和引用捕获都需要我们在捕获列表显示列出Lambda表达式中使用的外部变量。除此之外，我们还可以让编译器根据函数体中的代码来推断需要捕获哪些变量，这种方式称之为隐式捕获。隐式捕获有两种方式，分别是[=]和[&]。[=]表示以值捕获的方式捕获外部变量，[&]表示以引用捕获的方式捕获外部变量。

隐式值捕获例子：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 123;
    auto f = [=] {cout << a << endl;} ;
    f();// 输出123

    return 0;
}

隐式引用捕获例子：

#include <iostream>
using namespace std;

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

    return 0;
}

 

4. 混合方式

上面的例子，要么是值捕获，要么是引用捕获，Lambda表达式还支持混合的方式捕获外部变量，这种方式主要是以上几种捕获方式的组合使用。

捕获方式　

[]　　

[变量名，...]

[this]

[=]

[&]

[=,&x]

[&, x]

　　　　　　　　　　　　　　　　说明

不捕获任何外部变量

默认以值得形式捕获指定得多个外部变量(用逗号分隔)，如果引用捕获，需要显示用&声明

以值的形式捕获this指针

以值的形式捕获所有外部变量

以引用的形式捕获所有外部变量

变量x以引用形式捕获，其余变量以值方式捕获

变量x以值形式捕获，其余变量以引用形式捕获

 

 

 

 

 

 

 

 

 

修改捕获变量

mutable关键字用以说明表达式体内的代码可以修改值捕获的变量

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 123;
    auto f = [a]()mutable {cout << ++a; };// 不会报错
    cout<< a <<endl;//输出123
    f(); // 输出124

    return 0;
}

 

Lambda表达式的参数限制：

1. 参数列表中不能有默认参数

2. 不支持可变参数

3. 所有参数必须有参数名