lambda表达式
1. lambda表达式的形式
lambda表达式的形式(可以省略参数列表和返回类型,但必须包含捕获列表和函数体)：
[capture list](parameter list) -> return type {function body}
更详细点：
[捕获参数列表](函数参数列表) mutable throw(类型)->返回值类型 {函数语句};
空捕获列表表明lambda不使用它所在函数中的任何局部变量。
lambda不能有默认参数，因此一个lambda调用的实参数目永远与形参数目相等。
lambda的调用方式与普通函数的调用方式相同，都是使用调用运算符。
#ifndef TEST_LAMBDA_H_
#define TEST_LAMBDA_H_
#include 输出：
Testing lambda......
8
int
1
123
123456
12345678
1234567890
------------------------------
2. lambda表达式的本质
#include ,证实lambda其实是一个类对象
}
/* 注意：有人可能觉得值捕获多次调用lambda表达式并不会不断修改捕获的变量的副本,
因为似乎看起来每调用一次都是在局部区域修改变量的值,调用结束之后就出了作用域了,
比如两次调用c0()输出的结果似乎都应该是10,而不应该每次调用都会加1。
但实际上应该将每个lambda表达式看成一个闭包closure、一个对象,
每次调用c0()其实都是对同一个对象的操作,因此捕获变量的值每次调用都会产生变化。*/
std::cout << "------------------------------" << std::endl;
{
/* 按引用捕获会导致闭包包含对局部变量的引用,一旦由lambda创建的闭包越过了该局部变量的生命期,那么闭包内部的引用就会悬空 */
int i = 9;
auto c0 = [&i]()mutable{
std::cout << "i=" << ++i;
std::cout << ", lambda expression defined in: " << __func__ << ", " << __LINE__ << std::endl;
};
/* 引用捕获则各个拷贝共同修改被捕获变量 */
decltype(c0) c1 = c0;
decltype(c1) c2 = c1;
decltype(c2) c3 = c2;
c0(); // 10
c2(); // 11
c3(); // 12
c3(); // 13
c2(); // 14
c1(); // 15
std::cout << "i=" << i << std::endl; // 15
std::cout << typeid(c0).name() << std::endl;
}
return 0;
}
}
输出：
Testing lambda......
i=10, lambda expression defined in: operator (), 226
i=10, lambda expression defined in: operator (), 226
i=10, lambda expression defined in: operator (), 226
i=11, lambda expression defined in: operator (), 226
i=11, lambda expression defined in: operator (), 226
i=10, lambda expression defined in: operator (), 226
i=11, lambda expression defined in: operator (), 226
i=12, lambda expression defined in: operator (), 226
i=9
class <lambda_afcedac3f7c7146c1c21461d632c0c31>
------------------------------
i=10, lambda expression defined in: operator (), 255
i=11, lambda expression defined in: operator (), 255
i=12, lambda expression defined in: operator (), 255
i=13, lambda expression defined in: operator (), 255
i=14, lambda expression defined in: operator (), 255
i=15, lambda expression defined in: operator (), 255
i=15
class <lambda_c3fd70843e0a34e585cc39112e403eb6>
3. lambda表达式捕获的都是局部变量
一个lambda只有在其捕获列表中捕获一个它所在函数中的局部变量，才能在函数体中使用该变量。
捕获列表只用于局部非static变量。lambda可以直接使用局部static变量和它所在函数之外声明的名字。
#pragma once
#include 输出：
test_lambda.......
1234567890
123456
12345678
test_lambda pass
----------------------------
3.1 企图使用未捕获的非静态局部变量会出错
示例：
#pragma once
#include 3.2 可以直接使用未捕获的静态局部变量
#pragma once
#include 输出：
test_lambda.......
1234567890
0
123456
1
12345678
2
test_lambda pass
----------------------------
3.3 可以主动捕获局部静态变量，但编译器会警告，因此不建议做多余的捕获
示例：
#pragma once
#include 输出：
test_lambda.......
1234567890
0
123456
1
12345678
2
test_lambda pass
----------------------------
4. lambda表达式定义了类型和对应的变量
当向一个函数传递一个lambda时,同时定义了一个新类型和该类型的一个对象: 传递的参数就是此编译器生成的类类型的未命名对象; 类似的,当使用auto定义一个用lambda初始化的变量时,定义了一个从lambda生成的类型的对象。
#include 输出：
Testing lambda......
class <lambda_d95bb8f939d4d5414300050c2be20dce>
int
------------------------------
5. 捕获
类似函数传递，变量的捕获方式可以是值捕获或引用捕获。
5.1 值捕获
与传值参数类似，采用值捕获的前提是变量可以拷贝。与参数不同，被捕获的变量的值是在lambda创建时拷贝，而不是调用时拷贝。
示例：
#include 输出：
Testing lambda......
999
------------------------------
5.1.1 值捕获全局变量有点难以理解
值捕获函数内部局部变量时不会修改局部变量的值，但是值捕获全局变量的时候会修改全局变量的值，原因未知。
#pragma once
#include 输出：
__cplusplus: 201703
test_lambda.......
i = 3, gi = 3
i = 2, gi = 3
test_lambda pass
----------------------------
5.1.2 值捕获会调用对象的拷贝构造函数
#include 输出：
Testing lambda......
Wiget ctor called.
Wiget copy-ctor called. // 此处说明值捕获会对对象进行拷贝
num_ = 8
~Wiget dtor called.
~Wiget dtor called.
5.2 引用捕获
以引用方式捕获变量时，在lambda函数体内使用的是引用所绑定的对象。
当以引用方式捕获一个变量时，必须保证在lambda执行时变量是存在的。例如，1.绑定前变量已经定义；2.绑定后在函数体结束之后不能再继续使用；3.从函数返回lambda时此lambda不能包含引用捕获。
#include 输出：
Testing lambda......
888
------------------------------
5.3 隐式捕获
图1 lambda捕获列表
5.3.1 隐式引用捕获
#include
namespace test_lambda
{
auto main() -> int
{
std::cout << "Testing lambda......" << std::endl;
int i = 9;
float j = 3.14f;
// auto foo = [=]{i += 1; j = j * j;}; // error C3491: “i”: 无法在非可变 lambda 中修改通过复制捕获
// error C3491: “j”: 无法在非可变 lambda 中修改通过复制捕获
auto bar = [&]{i += 1; j = j * j;};
bar();
std::cout << i << ", \t" << j << std::endl;
std::cout << "------------------------------" << std::endl;
return 0;
}
}
输出：
Testing lambda......
10, 9.8596
------------------------------
5.3.2 混合使用隐式捕获、显式捕获
#include 输出：
Testing lambda......
10
9, 9.8596
------------------------------
5.3.3 混合使用隐式捕获、显式捕获时必须是真混合
#include 5.4 值捕获时使用mutable
使用值捕获时lambda不会改变变量的值。当想在lambda函数体内部修改该变量的值但是又不想改变该变量在lambda外部的值的时候可以使用mutable。
#include 输出：
Testing lambda......
9
10
9
------------------------------
5.5 引用捕获时没必要使用mutable吧？
#include 输出：
9
10
10
------------------------------
5.6 引用捕获时也不是说一定可以改变捕获变量的值
引用捕获时能不能改变捕获变量的值取决于捕获的对象是const还是非const。
引用捕获非const示例：
#include 输出：
Testing lambda......
1
1
------------------------------
引用捕获const示例：
#include 5.7 值捕获与引用捕获示例
示例1：
#pragma once
#include 输出：
test_lambda.......
id: 0
id: 1
id: 2
id: 42
--------------------
id: 42
id: 43
id: 44
id: 45
test_lambda pass
示例2
#pragma once
#include 输出：
test_lambda.......
123
234
test_lambda pass
执行m1()，m1()内部执行m2()；
m2()的c是pass by reference，因此其最终值取决于m2()内的赋值，c=4；
m2()的b是pass by value，因此其最终值取决于m1()内的赋值，b=3；
a在m1()，m2()内都是pass by value，因此其最终值取决于main()内的赋值，a=2。
6. lambda的返回类型
可以主动指定lambda的返回类型，也可以让编译器自动推断。
注意：此处实测跟C++ Primer中文版P353页中的表述不一致，建议以实测为准。书中是说如果一个lambda体包含return之外的任何语句则编译器假定lambda返回void，（说实话，没看懂书上说的是啥意思）。
#include 输出：
Testing lambda......
int
float
------------------------------
7. Avoid default capture modes
在对象中捕获this时小心dangle。
#include 输出：
Testing lambda......
Wiget ctor called.
fv[0]() = 5
Wiget dtor called.
fv[0]() = -1
解决方法：
#include 输出：
Testing lambda......
Wiget ctor called.
fv[0]() = 5
~Wiget dtor called.
fv[0]() = 5