C++ 新特性 | C++ 11 | lambda表达式

一、lambda表达式

1、简介

是一个匿名函数，Lambda表达式基于数学中的λ演算得名，直接对应于其中的lambda抽象（lambda abstraction），是一个匿名函数，即没有函数名的函数。Lambda表达式可以表示闭包（注意和数学传统意义上的不同）。闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数，可以理解成“定义在一个函数内部的函数“。在本质上，闭包是将函数内部和函数外部连接起来的桥梁。C++中的Lambda表达式从C++11开始引入，完整的声明如下：

[capture] (params) -> returnType { body }

后面主要说明捕获 、形参、返回类型和函数体与具名函数的定义一致，没有区别。一个简单的Lambda表达式应用场景，如下：

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
 
int main()
{
    vector<int> vec{ 3, 4 };
    //降序排序
    sort(vec.begin(), vec.end(), [](int a, int b) {return a > b; });
    for (size_t i = 0; i < vec.size(); i++)
    {
        cout << vec[i] << endl;
    }
}

2、创建一个有名称的lambda表达式

lambda表达式创建的匿名函数，但是可以给这个匿名的函数起个名字，例如：

#include 
using namespace std;
 
auto add = [](int x, int y)->int{
    return x + y;
};
 
int main(){
    int x = 10, y = 20;
    cout << add(x, y);
    return 0;
}

注意：不同于常规的函数，可以在函数的内部定义有名称的lambda表达式，add的实际类型随实现而异，它取决于编译器使用什么类型来跟踪lambda。

3、返回类型

如果没有指定返回类型，lambda表达式的返回类型从 return 语句推导，下面两行代码是等价的：

//降序排序（不指定返回类型）
sort(vec.begin(), vec.end(), [](int a, int b) {return a > b; });
//降序排序（指定返回类型，没有返回值时可以指定为void类型）
sort(vec.begin(), vec.end(), [](int a, int b) -> int {return a > b; });

4、捕捉

捕捉讲的是lambda表达式引用外部变量的方法，下面是常见的几种捕捉方式：

• [ ]表示不捕捉任何变量
• [=]表示按值传递的方法捕获父作用域的所有变量
• [&]表示按引用传递的方法捕获父作用域的所有变量
• [=, &a]表示按值传递的方法捕获父作用域的所有变量，但按引用传递的方法捕获变量a
• [&, a]表示按引用传递的方法捕获父作用域的所有变量，但按值传递的方法捕获变量a

5、lambda表达式的应用

定义一个Number类，这个类的vector类型的成员num保存一些数字，这个类包含一个模板函数，这个函数返回在num里面可以被指定值N整除的元素的数目。例如，num = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}，N = 3；则函数返回的是在数组num里面可以被3整除的元素的数目。此时，如果在类里面针对每一个N都声明一个成员函数，这个类会变得非常庞大。因此，我们在这里声明一个函数模板，把一个函数作为参数传给这个模板函数，如下：

#include 
#include 
using namespace std;

class Number{
private:
    vector<int> num;
public:
    Number(int numSize = 10){
        for(int i = 1; i < numSize; i ++){
            num.push_back(i);
        }
    }

    template<typename Func>
    int findNumbers(Func func){
        int len = 0;
        for(vector<int>::iterator itr = num.begin(); itr != num.end(); itr ++){
            if(func(*itr)){
                len ++;
            }
        }
        return len;
    }
};

// 定义一个函数
bool isValid(int val){
    return val % 3 == 0;
}

// 定义一个函数符
class FuncMode{
private:
    int dv;
public:
    FuncMode(int dv):dv(dv){}
    bool operator()(int x){
        return x % dv == 0;
    }
};

int main()
{
    // 使用函数指针
    Number N(10);
    cout << N.findNumbers(isValid) << endl;

    // 使用函数符
    FuncMode func(3);
    cout << N.findNumbers(func) << endl;

    // 使用lambda表达式
    cout << N.findNumbers([](int x){return x % 3 == 0;}) << endl;

    return 0;
}

输出结果：

3
3
3

Process returned 0 (0x0)   execution time : 0.606 s
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