C++lambda表达式

目录

1.匿名函数lambda的基本语法

2.捕获列表

2.1值捕获

2.2引用捕获

2.3隐式捕获

2.4空捕获列表

2.5表达式捕获

2.6泛型 Lambda

2.7可变lambda

3 总结

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1.匿名函数lambda的基本语法

[捕获列表](参数列表) mutable(可选) 异常属性 -> 返回类型 {

// 函数体

}

        语法规则：lambda表达式可以看成是一般函数的函数名被略去，返回值使用了一个 -> 的形式表示。唯一与普通函数不同的是增加了“捕获列表”。

        一般情况下，编译器可以自动推断出lambda表达式的返回类型，所以我们可以不指定返回类型，即：

//[捕获列表](参数列表){函数体}

int main() {

auto Add = [](int a, int b) {

return a + b;

};

std::cout << Add(1, 2) << std::endl; //输出3

return 0;

}

        但是如果函数体内有多个return语句时，编译器无法自动推断出返回类型，此时必须指定返回类型。

        

2.捕获列表

2.1值捕获

        与参数传值类似，值捕获的前提是变量可以拷贝，不同之处则在于，被捕获的变量在 lambda表达式被创建时拷贝，而非调用时才拷贝：

//[捕获列表](参数列表)->返回值{函数体}
int main() {
	cout << "lambda" << endl;
	int c = 6872;
	int d = 5032;
	auto Add = [c, d](int a, int b)->int {
		cout  << "c = " << c << endl<< "d = " << d << endl;
		return a+b;
	};
	d = 20;
	std::cout << "1 + 2 = " << Add(1, 2) << std::endl;
}

2.2引用捕获

与引用传参类似，引用捕获保存的是引用，值会发生变化。

如果Add中加入一句：c = a;

//[捕获列表](参数列表)->返回值{函数体}
int main() {
	cout << "lambda" << endl;
	int c = 6872;
	int d = 5032;
	auto Add = [&c, &d](int a, int b)->int {
		cout  << "c = " << c << endl<< "d = " << d << endl;
		c = 68725032;
		d = c;
		return a+b;
	};
	std::cout << "1 + 2 = " << Add(1, 2) << std::endl;
	cout  << "c = " << c << endl<< "d = " << d << endl;
}

2.3隐式捕获

        手动书写捕获列表有时候是非常复杂的，这种机械性的工作可以交给编译器来处理，这时候可以在捕获列表中写一个&(引用捕获) 或 =(值捕获) 向编译器声明采用引用捕获或者值捕获。

//[捕获列表](参数列表)->返回值{函数体}
int main() {
	cout << "lambda" << endl;
	int c = 6872;
	int d = 5032;
	auto Add = [&](int a, int b)->int {
		cout  << "c = " << c << endl<< "d = " << d << endl;
		c = 68725032;
		d = c;
		return a+b;
	};
	std::cout << "1 + 2 = " << Add(1, 2) << std::endl;
	cout  << "c = " << c << endl<< "d = " << d << endl;
}

2.4空捕获列表

捕获列表'[]'中为空，表示Lambda不能使用所在函数中的变量

void test8()
{
cout << "test7" << endl;
int c = 12;
int d = 30;
// 把捕获列表的&改成=再测试
// [] 空值，不能使用外面的变量
// [=] 传值，lambda外部的变量都能使用
// [&] 传引用值，lambda外部的变量都能使用
auto Add = [](int a, int b)->int {
cout << "d = " << d << endl; // 编译报错
return c;// 编译报错
};
d = 20;
std::cout << Add(1, 2) << std::endl;
std::cout << "c:" << c<< std::endl;
}

2.5表达式捕获

        上面提到的值捕获、引用捕获都是已经在外层作用域声明的变量，因此这些捕获方式捕获的均为左值，而不能捕获右值。

        C++14之后支持捕获右值，允许捕获的成员用任意的表达式进行初始化，被声明的捕获变量类型会根据表达式进行判断，判断方式与使用 auto 本质上是相同的：

//g++ -o main main.cpp -std=c++14
#include 
#include 
using namespace std;
//[捕获列表](参数列表)->返回值{函数体}
int main() {
	cout << "lambda" << endl;
	auto important = std::make_unique(1);
	auto add = [v1 = 1, v2 = std::move(important)](int x, int y) -> int {
		return x + y + v1 + (*v2);
	};
	std::cout << add(3,4) << std::endl;
}

2.6泛型 Lambda

      在C++14之前，lambda表示的形参只能指定具体的类型，没法泛型化。从 C++14 开始， Lambda 函数的形式参数可以使用 auto关键字来产生意义上的泛型：

#include 
#include 
using namespace std;
//[捕获列表](参数列表)->返回值{函数体}
int main() {
	cout << "lambda" << endl;
	auto add = [](auto x, auto y) {
		return x+y;
	};
	std::cout << add(1, 2) << std::endl;
	std::cout << add(1.1, 1.2) << std::endl;
}

2.7可变lambda

1. 采用值捕获的方式，lambda不能修改其值，如果想要修改，使用mutable修饰
2. 采用引用捕获的方式，lambda可以直接修改其值

void test12() {
cout << "test12" << endl;
int v = 5;
// 值捕获方式，使用mutable修饰，可以改变捕获的变量值
auto ff = [v]() mutable {return ++v;};
v = 0;
auto j = ff(); // j为6
} 

void test13() {
cout << "test13" << endl;
int v = 5;
// 采用引用捕获方式，可以直接修改变量值
auto ff = [&v] {return ++v;};
v = 0;
auto j = ff(); // v引用已修改，j为1
}

3 总结

1. 如果捕获列表为[&]，则表示所有的外部变量都按引用传递给lambda使用；

2. 如果捕获列表为[=]，则表示所有的外部变量都按值传递给lambda使用；

3. 匿名函数构建的时候对于按值传递的捕获列表，会立即将当前可以取到的值拷贝一份作为常数，然后将该常数作为参数传递。

Lambda捕获列表总结

[]	空捕获列表，Lambda不能使用所在函数中的变量。
[names]	names是一个逗号分隔的名字列表，这些名字都是Lambda所在函数的局部变量。默认情况下，这些变量会被拷贝，然后按值传递，名字前面如果使用了&，则按引用传递
[&]	隐式捕获列表，Lambda体内使用的局部变量都按引用方式传递
[=]	隐式捕获列表，Lanbda体内使用的局部变量都按值传递
[&,identifier_list]	identifier_list是一个逗号分隔的列表，包含0个或多个来自所在函数的变量，这些变量采用值捕获的方式，其他变量则被隐式捕获，采用引用方式传递，identifier_list中的名字前面不能使用&。
[=,identifier_list]	identifier_list中的变量采用引用方式捕获，而被隐式捕获的变量都采用按值传递的方式捕获。identifier_list中的名字不能包含this，且这些名字面前必须使用&。

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