C++11关于Lambda表达式详细介绍
文章目录
- 一、Lambda表达式
-
- 1.Lambda表达式的定义
- 2.Lambda表达式书写格式
- 3.捕捉列表的规则
- 二、Lambda表达式的底层原理
一、Lambda表达式
1.Lambda表达式的定义
Lambda表达式是C++11提供的一个新语法，使用起来非常方便。
在C++11之前，如果我们要使用sort函数进行排序，默认是排升序，如果我们想要排降序，就需要传递进一个库里面写好的仿函数。
#include 对于内置类型的排序，这种方法不算特别麻烦。但实际上我们使用的排序都不会是单一元素的排序，一般排序都是多种元素结合的排序，这就需要我们对自定义类型进行排序。比如结构体，我们要控制结构体内不同类型数据的比较规则，就需要自己写一个仿函数来控制排序。
比如我们要写一个学生信息的排序，按照身高高的学生优先，如果身高相同则年龄小的学生优先这样的规则进行排序。
#include 上面实现排序的做法相对比较麻烦，我们可以采用Lambda表达式来简化它。
Lambda表达式其实是一种全新的定义函数的方法，它可以匿名定义一个函数。
例如上面的例子，我们可以利用Lambda表达式来简化：
#include 2.Lambda表达式书写格式
// Lambda表达式书写格式
[capture-list](parameters)mutable -> returntype{statement}
- [capture-list]：这是捕捉列表，该列表总是出现在Lambda表达式的开始位置，编译器根据[]来判断接下来的代码是否为Lambda表达式，捕捉列表可以捕捉上下文中的变量供Lambda表达式使用。
- (parameters)：这是参数列表，与普通函数的参数列表类似。如果这个函数不需要传递参数，可以连同()一起省略。
- mutable：默认情况下，Lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。如果使用了该修饰符修饰，参数列表不可以省略(即使参数为空也不可以省略)。
- ->returntype：函数的返回值类型，如果函数没有返回值类型(即void)，可以省略；如果函数的返回值类型明确，也可以省略，由编译器对返回类型进行推导。
- {statement}：函数体，在函数体内除了可以使用参数列表的参数以外，还可以使用捕捉列表捕捉到的变量。
// 所以这是最简单的Lambda表达式，该Lambda表达式没有任何意义
[]{};
例如我们可以使用Lambda表达式写一个两数相加的Add函数：
#include 3.捕捉列表的规则
捕捉列表描述了上下文数据中哪些数据可以被Lambda表达式使用，它的使用非常灵活。
传值方式捕捉变量：
int main()
{
int a = 10, b = 20;
// 传值捕捉
auto Func1 = [a, b]{
return a + b;
};
cout << Func1() << endl;
return 0;
}
传引用方式捕捉变量：
int main()
{
int a = 10, b = 20;
// 传引用捕捉
auto Func2 = [&a, &b]{
int tmp = a;
a = b;
b = tmp;
};
Func2();
cout << a << " - " << b << endl;
return 0;
}
传值方式捕捉父作用域中的所有变量(包括this)：
(父作用域指Lambda表达式语句所在的作用域)
int main()
{
int a = 10, b = 20, c = 1, d = 2, e = 3;
// 传值方式捕捉父作用域中的所有变量(包括this)
auto Func3 = [=]{
return a + b + c + d + e;
};
cout << Func3() << endl;
return 0;
}
传引用方式捕捉父作用域中的所有变量(包括this)：
int main()
{
int a = 10, b = 20, c = 1, d = 2, e = 3;
// 传引用方式捕捉父作用域中的所有变量(包括this)
auto Func4 = [&]{
a = a + b + c + d + e;
};
Func3();
cout << a << endl;
return 0;
}
混合捕捉：
int main()
{
int a = 10, b = 20, ret = 0;
// 混合方式
auto Func5 = [a, b, &ret]{
ret = a + b;
};
Func5();
cout << ret << endl;
// ret传引用捕捉，其它全部传值捕捉
auto Func6 = [=, &ret]{
ret = a + b;
};
Func6();
cout << ret << endl;
return 0;
}
二、Lambda表达式的底层原理
仿函数就是一个函数对象，是一个可以像函数一样使用的对象，它的类里重载了operator()运算符。
// 函数对象
class AddUtil
{
public:
AddUtil(int a = 0, int b = 0)
: _a(a), _b(b)
{
}
int operator()()
{
return _a + _b;
}
private:
int _a;
int _b;
};
int main()
{
AddUtil A(10, 20);
cout << A() << endl;
return 0;
}
Lambda表达式实际在底层实现的时候，编译器是完全按照函数对象的方式来处理的，如果我们定义了一个Lambda表达式，编译器会自动生成一个类，在该类中重载operator()。