c++0x：lambda 表达式

lambda是c++0x提供的重大新特性。通过lambda表达式能很方便的创建简单的函数对象（你也可以创建复杂的函数对象，没人能阻止你），这在很多需要提供回调函数的场合非常有用。vc10及以上（gcc4.5及以上）版本的编译器都实现了lambda表达式。（本文中给出的代码示范使用的编译器为vc10+sp1或者gcc 4.6.1，有区别会特别指出）。

1、hello，lambda

在C++0x中，lambda表达式隐式定义和构造无名函数对象（行为类似手写的函数对象）：

 

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

template<typename T>
class print
{
public:
	void operator()(T n)
	{
		cout<<n <<" ";
	}
};

int main()
{
	vector<int> vec;
	for(int i=0; i<10; i++)
		vec.push_back(i);
	cout<<"print from lambda:";
	for_each(vec.begin(), vec.end(), [](int n){cout<<n<<" ";});
	cout<<endl<<"print from function object:";
	print<int> p;
	for_each(vec.begin(), vec.end(), p); 
	cout<<endl;
	return 0;
}

 

程序运行结果：

print from lambda:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
print from function object:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

看得出来，使用lambda能简化代码。

[]是lambda的前导符号，告诉编译器一个lambda表达式要开始了。(int n)是lambda的参数声明，而{cout<<n<<" ";}是无名函数对象被调用操作的函数体。

问题：如何主动调用lambda？

就跟你调用函数对象一样：

	int num = [](int num)->int{return ++num;}(10);
	cout<<num<<endl;

 

问题：如何“保存”已定义的lambda？

这涉及到c++0x的另外一个关键字auto，这里对它就不细说了。

	auto lambda = [](int num)
	{
		cout<<++num<<endl;
	};
	lambda(10);

2、lambda的语法

前导                            声明（可选）                大括弧(函数体)

(lambda-introducer     lambda-delcarator        compound-statement)

下面分别对其进行简单的说明：

lambda前导(lambda-introducer)：

[lambda-capture(可选)]，捕获（capture）参数是可选的，默认([])就是啥都不捕获

	int num =10;
	[]
	{
		cout<<num<<endl;//这里行不通
	}();

如果想在lambda表达式内访问外部的数据，可使用以下方式传递变量：

[=]//值传递所有变量  
02.    [&]//引用所有变量  
03.    [var]//值传递变量  
04.    [&var]//引用传递变量  

 

	int num =10;
	int another = 11;
	[=]//所有传递的变量为const
	{cout<<"num:"<<num<<" "<<"another:"<<another<<endl;}();

	[&]//引用所有变量
	{
		num++;
		another++;
	}();

	//num 和 another的值发生了改变
	cout<<"num:"<<num<<" "<<"another:"<<another<<endl;

	[num]//只值传递num变量
	{
		cout<<num<<endl;
		cout<<another<<endl; //错误，封闭函数体内的局部变量如果不在捕获列表中就不能被引用 
	}();
	[&num]//只引用传递num变量
	{
		num++;
		another++;//错误，封闭函数体内的局部变量如果不在捕获列表中就不能被引用 
	}();

lambda声明（lambda-declarator）:
  ( 参数列表 ) attribute-specifier(可选） mutable（可选）
  exception-specification（可选）  trailing-return-type（可选）

	int num =10;
	[=]()mutable//当使用mutable关键字时，可以对值传递的变量进行“写”操作
	{cout<<++num<<endl;}();
	
	cout<<num<<endl;//调用lambda后num 其实没变化

下面的lambda返回值为bool，判断两个参数是否都小于某个变量的l，throw()表示没有异常抛出:

	bool f = [num](int a, int b) throw()->bool 
	{return num>a && num >b;}(9, 11);

(mutalbe关键字和trailing-return-type都是c++0x标准增加的东西，这里只说lambda表达式）

需要注意的一点是，如果你指定了返回类型，那么必须在前导[]后面使用圆括弧，即使你没有参数声明。

[]()->bool{ return false;}//[]后面必须有()

 

对于lambda的语法，画了个图，很形象，但还是建议大家参考一下：

http://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG21/docs/papers/2009/n2927.pdf

 

lambda前导中指定的捕获选项组合多变，但默认的捕获策略必须在前面，也就是说&、=只能在前面，特化的捕获在后面：

	int fst =1;
	int sec = 2;
	int third = 3;
	[=,&fst]{};//除了fst，别的值传递
	[&, fst]{};//除了fst，别的引用传递
	[&fst,sec,third]{};//等同[=,fst]
	[&fst,sec,&third]{};//等同[&,sec]
	[fst,=]{};//非法
	[fst,&]{};//非法 

 

lambda表达式可以嵌套，但嵌套在内的表达式不能捕获外层作用域内的局部变量（全局变量可以）：

struct test
{
	test(){num =0;}
	int num;
	void print()
	{
		cout<<num<<endl;
	}
};
test g_o;
int main()
{
	test local;	
	[&local]
	{	
		local.num = 100;		
		[=](int num)->void
		{
			//local.num //错误，lambda体内不能引用外面作用域内的局部变量
			g_o.num = num;			
		}(local.num);
	}();
	g_o.print();
	local.print();
	return 0;
}