C++中的Lambda表达式

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1.Lambda函数与表达式

• C++11提供了对匿名函数的支持,称为Lambda函数(也叫Lambda表达式)。Lambda表达式把函数看作对象。Lambda表达式可以像对象一样使用，比如可以将它们赋给变量和作为参数传递，还可以像函数一样对其求值。Lambda 表达式本质上与函数声明非常类似,Lambda表达式具体形式如下:

    [capture](parameters) mutable ->return-type{statement}
例如：
    [](int a, int b) -> int { return a + b; };

• 参数介绍:
  • [capture]：捕捉列表。捕捉列表总是出现在lambda表达式的开始处。事实上，[]是lambda引出符。编译器根据该引出符判断接下来的代码是否是lambda函数。捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供lambda函数使用。
  • (parameters)：参数列表。与普通函数的参数列表一致。如果不需要参数传递，则可以连同括号()一起省略。
  • mutable：mutable修饰符。默认情况下，lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。在使用该修饰符时，参数列表不可省略（即使参数为空）。
  • ->return_type：返回类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回类型。出于方便，不需要返回值的时候也可以连同符号->一起省略。此外，在返回类型明确的情况下，也可以省略该部分，让编译器对返回类型进行推导。
  • {statement}：函数体。内容与普通函数一样，不过除了可以使用参数之外，还可以使用所有捕获的变量。在lambda函数的定义式中，参数列表和返回类型都是可选部分，而捕捉列表和函数体都可能为空，C++中最简单的lambda函数只需要声明为：[]{};

   // 定义一个简单的lambda表达式
    auto basicLamda = [] {cout << "hello world!" << endl; };
    basicLamda();  // 调用
    // 如果需要参数，那么就要像函数那样，放在圆括号里面，如果有返回值，返回类型要放在->后面，即拖尾返回类型
    // 当然你也可以忽略返回类型，lambda会帮你自动推断出返回类型
    auto add = [](int a, int b) -> int {return a + b; };
    int result = add(4, 5);
    cout << "result = " << result << endl;
    // 自动推断出返回类型
    auto multiply = [](int a, int b) {return a * b; };
    int result1 = multiply(5, 6);
    cout << "result1 = " << result1 << endl;

• 在Lambda表达式内可以访问当前作用域的变量，这是Lambda表达式的闭包（Closure）行为。C++变量传递有传值和传引用的区别。可以通过前面的[]来指定：
  • [] // 沒有定义任何变量。使用未定义变量会引发错误
  • [x, &y] // x以传值方式传入（默认），y以引用方式传入
  • [&] // 任何被使用到的外部变量都隐式地以引用方式加以引用
  • [=] // 任何被使用到的外部变量都隐式地以传值方式加以引用
  • [&, x] // x显式地以传值方式加以引用。其余变量以引用方式加以引用
  • [=, &z] // z显式地以引用方式加以引用。其余变量以传值方式加以引用
• 对于[=]或[&]的形式，lambda表达式可以直接使用this指针。但是，对于[]的形式，如果要使用this指针，必须显式传入：[this]() { this->someFunc(); }();

      #include "iostream"
  
      using namespace std;
  
  
  
      class Test{
      public:
          void hello(){
              cout << "test hello!\n";
          };
          void lambda(){
              auto fun = [this]{ // 捕获了 this 指针
              this->hello(); 
              }; // 这里 this 调用的就是 class Test 的对象了
              fun();
          }
      };
  
  
      int main(){
          // 定义一个简单的lambda表达式
          auto basicLamda = [] {cout << "hello world!" << endl; };
          basicLamda();  // 调用
          // 如果需要参数，那么就要像函数那样，放在圆括号里面，如果有返回值，返回类型要放在->后面，即拖尾返回类型
          // 当然你也可以忽略返回类型，lambda会帮你自动推断出返回类型
          auto add = [](int a, int b) -> int {return a + b; };
          int result = add(4, 5);
          cout << "result = " << result << endl;
          // 自动推断出返回类型
          auto multiply = [](int a, int b) {return a * b; };
          int result1 = multiply(5, 6);
          cout << "result1 = " << result1 << endl;
          // 1、什么也不捕获，或者是故意不用 Lambda 函数外部的变量
          int  i = 1024;
          // auto f = []{cout << "i = " << i << endl; }; 报错!应该使用了lambda函数外部的变量
          auto f = [=] { cout << "i = " << i << endl; };  // 使用传值的方式使用外lambda函数外部的变量i
          f();  // 调用函数
          // 2、引用捕捉
          int i1 = 666;
          cout << "变量i1的引用: " << &i1 << endl;
          auto f1 = [&] { cout << "变量i1的引用: " << &i1 << endl; };
          f1();
          // 3、复制并引用捕获
          int i2 = 777, j2 = 888;
          cout << "i2 = " << i2 << endl;
          cout << "j2 = " << j2 << endl;
          auto f2 = [=, &i2] { cout << "i2 = " << &i2 << " ,j2 = " << &j2 << endl; };  // 默认拷贝外部所有变量，但引用变量i2
          f2();
          // 4、指定引用或复制
          int i3 = 444, j3 = 555;
          cout << "外部变量i3 = " << i3 << " i3的地址是: " << &i3 << endl;
          auto f3 = [i3] { cout << "内部变量i3 = " << i3 << " i3的地址是: " << &i3 << endl; };
          f3();
          // 5、捕获this指针
          Test t;
          t.lambda();
          return 0;
      }