C++11:lambda表达式(对各个参数详细说明+注意事项+使用案例+探究底层)

目录

一、lambda表达式语法

1.lambda表达式书写格式

2. lambda表达式各部分说明

3.捕获列表说明

二、lambda表达式的一些使用案列

1.借助auto将lambda表达式赋值给一个变量来直接调用。

2.对于类似于sort对自定义类型排序等情况时使用lambda可简化代码

以前我们对自定义类型排序需要写一个函数,或者仿函数来实现比较方法,不太方便

学了lambda表达式我们可以这样写

三、函数对象(仿函数)与lambda表达式(探究lambda的底层)


一、lambda表达式语法

1.lambda表达式书写格式

[capture-list] (parameters) mutable -> return-type { statement}

2. lambda表达式各部分说明

  • [capture-list] : 捕捉列表,该列表总是出现在lambda函数的开始位置,编译器根据[]来判断接下来的代码是否为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()一起省略

  • ->returntype:返回值类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回值类型,没有返回值时此部分可省略。返回值类型明确情况下,也可省略,由编译器对返回类型进行推导。

  • {statement}:函数体。在该函数体内,除了可以使用其参数外,还可以使用所有捕获到的变量。

注意:
在lambda函数定义中,参数列表和返回值类型都是可选部分,而捕捉列表和函数体可以为
空。因此C++11中最简单的lambda函数为:[]{}; 该lambda函数不能做任何事情。

3.捕获列表说明

捕捉列表描述了上下文中那些数据可以被lambda使用,以及使用的方式传值还是传引用。

  • [var]:表示值传递方式捕捉变量var
  • [=]:表示值传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this)
  • [&var]:表示引用传递捕捉变量var
  • [&]:表示引用传递捕捉所有父作用域中的变量(包括this)
  • [this]:表示值传递方式捕捉当前的this指针

注意:
   a. 父作用域指包含lambda函数的语句块
   b. 语法上捕捉列表可由多个捕捉项组成,并以逗号分割。

 比如: [=, &a, &b]:以引用传递的方式捕捉变量a和b,值传递方式捕捉其他所有变量
       [&,a, this]:值传递方式捕捉变量a和this,引用方式捕捉其他变量

   c. 捕捉列表不允许变量重复传递,否则就会导致编译错误。        

 比如:[=, a]:=已经以值传递方式捕捉了所有变量,捕捉a重复

   d. 在块作用域以外的lambda函数捕捉列表必须为空。
   e. 在块作用域中的lambda函数仅能捕捉父作用域中局部变量,捕捉任何非此作用域或者非局部变量都会导致编译报错。

   f. lambda表达式之间不能相互赋值,即使看起来类型相同。
 

二、lambda表达式的一些使用案列

1.借助auto将lambda表达式赋值给一个变量来直接调用。

int main()
{
	// 最简单的lambda表达式, 该lambda表达式没有任何意义
	[] {};
	// 省略参数列表和返回值类型,返回值类型由编译器推导为int
	int a = 3, b = 4;
	[=] {return a + 3; };
	// 省略了返回值类型,无返回值类型
	auto fun1 = [&](int c) {b = a + c; };
	fun1(10)
		cout << a << " " << b << endl;
	// 各部分都很完善的lambda函数
	auto fun2 = [=, &b](int c)->int {return b += a + c; };
	cout << fun2(10) << endl;
	// 复制捕捉x
	int x = 10;
	auto add_x = [x](int a) mutable { x *= 2; return a + x; };
	cout << add_x(10) << endl;
	return 0;
}

2.对于类似于sort对自定义类型排序等情况时使用lambda可简化代码

以库里面的sort的使用为例,以前我们对自定义类型排序,需要我们定义排序时的比较规则,而有了lambda表达式,就有了新的玩法。

以前我们对自定义类型排序需要写一个函数,或者仿函数来实现比较方法,不太方便

struct Goods
{
	string _name; // 名字
	double _price; // 价格
	int _evaluate; // 评价
	Goods(const char* str, double price, int evaluate)
		:_name(str)
		, _price(price)
		, _evaluate(evaluate)
	{}
};
//写一个仿函数来实现比较方法
struct ComparePriceLess
{
	bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr)
	{
		return gl._price < gr._price;
	}
};
//写一个仿函数来实现比较方法
struct ComparePriceGreater
{
	bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr)
	{
		return gl._price > gr._price;
	}
};
int main()
{
	vector v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2,
	3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } };
	sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceLess());
	sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceGreater());
}

学了lambda表达式我们可以这样写

struct Goods
{
	string _name; // 名字
	double _price; // 价格
	int _evaluate; // 评价
	Goods(const char* str, double price, int evaluate)
		:_name(str)
		, _price(price)
		, _evaluate(evaluate)
	{}
};
int main()
{
	vector v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2,
	3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } };
    //按照价格进行升序
	sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) {
		return g1._price < g2._price; });
    //按照价格进行降序
	sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) {
		return g1._price > g2._price; });
    //按照评价进行升序
	sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) {
		return g1._evaluate < g2._evaluate; });
    //按照评价进行降序
	sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) {
		return g1._evaluate > g2._evaluate; });
}

三、函数对象(仿函数)与lambda表达式(探究lambda的底层)

函数对象,又称为仿函数,即可以想函数一样使用的对象,就是在类中重载了operator()运算符的
类对象。

class Rate
{
public:
	Rate(double rate) : _rate(rate)
	{}
	double operator()(double money, int year)
	{
		return money * _rate * year;
	}
private:
	double _rate;
};
int main()
{
	// 函数对象
	double rate = 0.49;
	Rate r1(rate);
	r1(10000, 2);
	// lambda
	auto r2 = [=](double monty, int year)->double {return monty * rate * year;};
	r2(10000, 2);
	return 0;
}

从使用方式上来看,函数对象与lambda表达式完全一样。
函数对象将rate作为其成员变量,在定义对象时给出初始值即可,lambda表达式通过捕获列表可
以直接将该变量捕获到。

C++11:lambda表达式(对各个参数详细说明+注意事项+使用案例+探究底层)_第1张图片

实际在底层编译器对于lambda表达式的处理方式,完全就是按照函数对象的方式处理的,即:如
果定义了一个lambda表达式,编译器会自动生成一个类,在该类中重载了operator()。


完结!

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