C++11中Lambda函數(shù)的詳細介紹

發(fā)布時間：2021-09-07 10:50:52 來源：億速云閱讀：126 作者：chen 欄目：編程語言

本篇內(nèi)容主要講解“C++11中Lambda函數(shù)的詳細介紹”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“C++11中Lambda函數(shù)的詳細介紹”吧!

C++11終于知道要在語言中加入匿名函數(shù)了。匿名函數(shù)在很多時候可以為編碼提供便利，這在下文會提到。很多語言中的匿名函數(shù)，如C++，都是用Lambda表達式實現(xiàn)的。Lambda表達式又稱為lambda函數(shù)。我在下文中稱之為Lambda函數(shù)。

為了明白Lambda函數(shù)的用處，請務必先搞明白C++中的自動類型推斷：http://blog.csdn.net/kaitiren/article/details/22302767

基本的Lambda函數(shù)我們可以這樣定義一個Lambda函數(shù)：[cpp] view
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#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    auto func = [] () { cout << "Hello world"; };
    func(); // now call the function
}
其中func就是一個lambda函數(shù)。我們使用auto來自動獲取func的類型，這個非常重要。定義好lambda函數(shù)之后，就可以當這場函數(shù)來使用了。其中 [ ] 表示接下來開始定義lambda函數(shù)，中括號中間有可能還會填參數(shù)，這在后面介紹。之后的()填寫的是lambda函數(shù)的參數(shù)列表{}中間就是函數(shù)體了。正常情況下，只要函數(shù)體中所有return都是同一個類型的話，編譯器就會自行判斷函數(shù)的返回類型。也可以顯示地指定lambda函數(shù)的返回類型。這個需要用到函數(shù)返回值后置的功能,比如這個例子：
[cpp] view
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[] () -> int { return 1; }
所以總的來說lambda函數(shù)的形式就是：[cpp] view
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[captures] (params) -> ret {Statments;}

Lambda函數(shù)的用處假設你設計了一個地址簿的類?，F(xiàn)在你要提供函數(shù)查詢這個地址簿，可能根據(jù)姓名查詢，可能根據(jù)地址查詢，還有可能兩者結(jié)合。要是你為這些情況都寫個函數(shù)，那么你一定就跪了。所以你應該提供一個接口，能方便地讓用戶自定義自己的查詢方式。在這里可以使用lambda函數(shù)來實現(xiàn)這個功能。[cpp] view
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#include <string>
#include <vector>
class AddressBook
{
public:
// using a template allows us to ignore the differences between functors, function pointers
// and lambda
template<typename Func>
std::vector<std::string> findMatchingAddresses (Func func)
{
std::vector<std::string> results;
for ( auto itr = _addresses.begin(), end = _addresses.end(); itr != end; ++itr )
{
// call the function passed into findMatchingAddresses and see if it matches
if ( func( *itr ) )
{
results.push_back( *itr );
}
}
return results;
}
private:
std::vector<std::string> _addresses;
};

從上面代碼可以看到，findMatchingAddressses函數(shù)提供的參數(shù)是Func類型，這是一個泛型類型。在使用過程中應該傳入一個函數(shù)，然后分別對地址簿中每一個entry執(zhí)行這個函數(shù)，如果返回值為真那么表明這個entry符合使用者的篩選要求，那么就應該放入結(jié)果當中。那么這個Func類型的參數(shù)如何傳入呢？[cpp] view
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AddressBook global_address_book;
vector<string> findAddressesFromOrgs ()
{
return global_address_book.findMatchingAddresses(
// we're declaring a lambda here; the [] signals the start
[] (const string& addr) { return addr.find( ".org" ) != string::npos; }
);
}

可以看到，我們在調(diào)用函數(shù)的時候直接定義了一個lambda函數(shù)。參數(shù)類型是

[cpp] view
plaincopy

const string& addr

返回值是bool類型。如果用戶要使用不同的方式查詢的話，只要定義不同的lambda函數(shù)就可以了。

Lambda函數(shù)中的變量截取在上述例子中，lambda函數(shù)使用的都是函數(shù)體的參數(shù)和它內(nèi)部的信息，并沒有使用外部信息。我們設想這樣的一個場景，我們從鍵盤讀入一個名字，然后用lambda函數(shù)定義一個匿名函數(shù)，在地址簿中查找有沒有相同名字的人。那么這個lambda函數(shù)勢必就要能使用外部block中的變量，所以我們就得使用變量截取功能（Variable Capture)。[cpp] view
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// read in the name from a user, which we want to search
string name;
cin>> name;
return global_address_book.findMatchingAddresses(
    // notice that the lambda function uses the the variable 'name'
    [&] (const string& addr) { return name.find( addr ) != string::npos; }
);
從上述代碼看出，我們的lambda函數(shù)已經(jīng)能使用外部作用域中的變量name了。這個lambda函數(shù)一個最大的區(qū)別是[]中間加入了&符號。這就告訴了編譯器，要進行變量截取。這樣lambda函數(shù)體就可以使用外部變量。如果不加入任何符號，編譯器就不會進行變量截取。
下面是各種變量截取的選項：
[] 不截取任何變量
[&} 截取外部作用域中所有變量，并作為引用在函數(shù)體中使用
[=] 截取外部作用域中所有變量，并拷貝一份在函數(shù)體中使用
[=, &foo] 截取外部作用域中所有變量，并拷貝一份在函數(shù)體中使用，但是對foo變量使用引用
[bar] 截取bar變量并且拷貝一份在函數(shù)體重使用，同時不截取其他變量
[this] 截取當前類中的this指針。如果已經(jīng)使用了&或者=就默認添加此選項。

Lambda函數(shù)和STL

lambda函數(shù)的引入為STL的使用提供了極大的方便。比如下面這個例子，當你想便利一個vector的時候，原來你得這么寫：[cpp] view
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vector<int> v;
v.push_back( 1 );
v.push_back( 2 );
//...
for ( auto itr = v.begin(), end = v.end(); itr != end; itr++ )
{
cout << *itr;
}

現(xiàn)在有了lambda函數(shù)你就可以這么寫

[cpp] view
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vector<int> v;
v.push_back( 1 );
v.push_back( 2 );
//...
for_each( v.begin(), v.end(), [] (int val)
{
cout << val;
} );

而且這么寫了之后執(zhí)行效率反而提高了。因為編譯器有可能使用”循環(huán)展開“來加速執(zhí)行過程（計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程中學的）。
http://www.nwcpp.org/images/stories/lambda.pdf 這個PPT詳細介紹了如何使用lambda表達式和STL 給大家寫一個例子:

C++11 的 lambda 表達式規(guī)范如下：

`[` capture `]` `(` params `)` mutable exception attribute `->` ret `{` body `}`	(1)
`[` capture `]` `(` params `)` `->` ret `{` body `}`	(2)
`[` capture `]` `(` params `)` `{` body `}`	(3)
`[` capture `]` `{` body `}`	(4)

其中

(1) 是完整的 lambda 表達式形式，
(2) const 類型的 lambda 表達式，該類型的表達式不能改捕獲("capture")列表中的值。
(3)省略了返回值類型的 lambda 表達式，但是該 lambda 表達式的返回類型可以按照下列規(guī)則推演出來：

如果 lambda 代碼塊中包含了 return 語句，則該 lambda 表達式的返回類型由 return 語句的返回類型確定。
如果沒有 return 語句，則類似 void f(...) 函數(shù)。

省略了參數(shù)列表，類似于無參函數(shù) f()。

mutable 修飾符說明 lambda 表達式體內(nèi)的代碼可以修改被捕獲的變量，并且可以訪問被捕獲對象的 non-const 方法。

exception 說明 lambda 表達式是否拋出異常(noexcept)，以及拋出何種異常，類似于void f() throw(X,
Y)。

attribute 用來聲明屬性。

另外，capture 指定了在可見域范圍內(nèi) lambda 表達式的代碼內(nèi)可見得外部變量的列表，具體解釋如下：

[a,&b] a變量以值的方式唄捕獲，b以引用的方式被捕獲。
[this] 以值的方式捕獲 this 指針。
[&] 以引用的方式捕獲所有的外部自動變量。
[=] 以值的方式捕獲所有的外部自動變量。
[] 不捕獲外部的任何變量。

此外，params 指定 lambda 表達式的參數(shù)。

一個具體的 C++11 lambda 表達式例子：

#include <vector>#include <iostream>#include <algorithm>#include <functional> 
int main()
{
    std::vector<int> c { 1,2,3,4,5,6,7 };int x = 5;
    c.erase(std::remove_if(c.begin(), c.end(), [x](int n) { return n < x; } ), c.end());
 
    std::cout << "c: ";for (auto i: c) {
        std::cout << i << ' ';
    }
    std::cout << '\n'; // the type of a closure cannot be named, but can be inferred with autoauto func1 = [](int i) { return i+4; };
    std::cout << "func1: " << func1(6) << '\n'; 
 // like all callable objects, closures can be captured in std::function// (this may incur unnecessary overhead)std::function<int(int)> func2 = [](int i) { return i+4; };
    std::cout << "func2: " << func2(6) << '\n'; 
}

到此，相信大家對“C++11中Lambda函數(shù)的詳細介紹”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關內(nèi)容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續(xù)學習！

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