C++lambda表达式使用介绍

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前言

lambda表达式格式

一些语法

走进底层

前言

C++98中的一个例子。

#include <iostream> #include <vector> #include <string> #include <algorithm> using namespace std; struct Goods { string _name; float _price; int _evaluate; Goods(const char* str, double price, int evaluate) :_name(str) , _price(price) , _evaluate(evaluate) {} }; struct PriceGreater { bool operator()(const Goods& g1, const Goods& g2) { return g1._price < g2._price; } }; struct PriceLess { bool operator()(const Goods& g1, const Goods& g2) { return g1._price > g2._price; } }; int main(void) { vector<Goods> v{ {"苹果", 3.15, 5}, {"香蕉", 4.2, 3}, {"西瓜", 2.8, 4} }; sort(v.begin(), v.end(), PriceLess()); //按价格的降序比较 sort(v.begin(), v.end(), PriceGreater()); //按价格的升序比较 return 0; }

如果待排序的元素是自定义类型,使用sort算法排序时,需要用户去定义仿函数类。如果每次比较逻辑不同,就需要实现不同仿函数类,这是极其不方便的。所以c++11语法增加了Lambda表达式。

lambda表达式格式

lambda表达式的格式

[捕捉列表](参数列表)mutable->返回值类型{ 语句部分 };

其中参数列表、返回值类型是可选的,捕捉列表、函数体可以为空。

先来看一个较为简单的lamda表达式

int main(void) { auto add = [](int a, int b)->int {return a + b; }; cout << add(1, 2) << endl; return 0; }

mutable可以省略,暂时不考虑。

捕捉列表,捕捉列表的[]是千万不能省略的,编译器会根据[]判断该表达式是否为lambda表达式,捕捉列表能够捕捉上下文的变量提供给lambda表达式使用。

参数列表,就和普通的函数传参是一样的,如果不需要参数,那么可以连同()一起省略

mutable:默认情况下,lambda表达式参数列表和捕捉列表被修饰成const属性,而mutable的作用就是取消它的const属性。如果使用了mutable参数一定不能省略,如果参数为空,那么需要保留()

->返回值类型。返回值类型明确或没有返回值的情况下,该部分可省略,编译器会对返回值类型进行推导。

语句部分。和不同函数的函数体内语句部分是一样的含义,函数体内不仅可以使用它的参数,还可以使用所有捕获到的变量。

所以最简单的lambda表达式应该是[]{}

lambda表达式又被称为匿名函数,无法被直接调用,它的底层其实也是仿函数类。需要借助auto将表达式赋值给一个变量。

一些语法

lambda表达式的捕捉列表不能捕捉全局变量/静态变量

//lambda表达式的捕捉列表不能捕捉全局变量 / 静态变量 int c = 0, d = 0; auto func1 = [c, d]() {}; int main(void) { static int a = 0; static int b = 0; auto func1 = [a, b]() {}; return 0; }

如果想要改变参数/捕捉列表,那么就需要加mutable取消const 属性

//交换两个变量的值,方式一: int a = 1, b = 2; auto swap1 = [](int& x, int& y)mutable {int tmp = x; x = y; y = tmp; }; swap1(a, b);

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

默认情况下,使用值传递的方式,捕捉到的变量被修饰成const属性;引用传递方式没有被修饰。

函数体内使用捕捉到变量,实际上是捕捉变量的一份拷贝,所以需要对捕捉变量进行修改时,不能使用值传递的方式。

//交换两个变量的值,方式二: auto swap3 = [&c, &d](){int tmp = c; c = d; d = tmp; }; swap3();

【捕捉列表注意】

同一个变量不能被同一种传递方式多次捕捉。捕捉的范围:父作用域中所有的非静态局部变量。

走进底层

调用lambda表达式的时候,先把它赋值给auto类型的对象,然后再使用()调用。

auto的作用是自动推导右边表达式的类型,那么lambda表达式的类型是什么?

add是一个类对象,类名为<lambda_+uuid>,点击此处了解uuid。

增加一个lambda表达式的调用
add(1, 2);

转到反汇编,发现它的类里重载了(),调用lambda表达式的底层是去调用类成员方法operator()

可见lambda表达式的底层就是仿函数类,所以它的调用方法也和仿函数是一样的。

不同的lambda表达式生成的类,是不同的类。一个lambda表达式再写一份,生成的类也是不同的,可以认为一个lambda表达式语句生成一个自己唯一的类。

//lambda表达式格式 auto add = [](int a, int b)->int {return a + b; }; add(1, 2); auto add2 = [](int a, int b)->int {return a + b; }; add2(1, 2);

因此要注意,lambda表达式之间不能相互赋值。

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