Lambda 表达式简介()

Lambda 表达式

【原文转自 https://github.com/changkun/modern-cpp-tutorial/blob/master/book/zh-cn/03-runtime.md#31-lambda-%E8%A1%A8%E8%BE%BE%E5%BC%8F 】

Lambda 表达式是现代 C++ 中最重要的特性之一,而 Lambda 表达式,实际上就是提供了一个类似匿名函数的特性, 而匿名函数则是在需要一个函数,但是又不想费力去命名一个函数的情况下去使用的。这样的场景其实有很多很多, 所以匿名函数几乎是现代编程语言的标配。

基础

Lambda 表达式的基本语法如下:

[捕获列表](参数列表) mutable(可选) 异常属性 -> 返回类型 {
// 函数体
}

上面的语法规则除了 内的东西外,其他部分都很好理解,只是一般函数的函数名被略去, 返回值使用了一个 的形式进行。

[捕获列表]
->

所谓捕获列表,其实可以理解为参数的一种类型,Lambda 表达式内部函数体在默认情况下是不能够使用函数体外部的变量的, 这时候捕获列表可以起到传递外部数据的作用。

根据传递的行为,捕获列表也分为以下几种:

1. 值捕获

与参数传值类似,值捕获的前提是变量可以拷贝,不同之处则在于,被捕获的变量在 Lambda 表达式被创建时拷贝, 而非调用时才拷贝:

void lambda_value_capture() {
    int value = 1;
    auto copy_value = [value] {
        return value;
    };
    value = 100;
    auto stored_value = copy_value();
    std::cout << "stored_value = " << stored_value << std::endl;
    // 这时, stored_value == 1, 而 value == 100.
    // 因为 copy_value 在创建时就保存了一份 value 的拷贝
}

2. 引用捕获

与引用传参类似,引用捕获保存的是引用,值会发生变化。

void lambda_reference_capture() {
    int value = 1;
    auto copy_value = [&value] {
        return value;
    };
    value = 100;
    auto stored_value = copy_value();
    std::cout << "stored_value = " << stored_value << std::endl;
    // 这时, stored_value == 100, value == 100.
    // 因为 copy_value 保存的是引用
}

3. 隐式捕获

手动书写捕获列表有时候是非常复杂的,这种机械性的工作可以交给编译器来处理,这时候可以在捕获列表中写一个 或 向编译器声明采用引用捕获或者值捕获.

&
=

总结一下,捕获提供了 Lambda 表达式对外部值进行使用的功能,捕获列表的最常用的四种形式可以是:

  • [] 空捕获列表
  • [name1, name2, …] 捕获一系列变量
  • [&] 引用捕获, 让编译器自行推导引用列表
  • [=] 值捕获, 让编译器自行推导值捕获列表

 例如本章前面的值捕获例子代码,其中的lambda表达式 auto copy_value = [value] { return value; } 可改成 auto copy_value = [=] { return value; },具体如下代码所示:

void lambda_value_capture() {
    int value = 1;
    auto copy_value = [=] {
        return value;
    };
    value = 100;
    auto stored_value = copy_value();
    std::cout << "stored_value = " << stored_value << std::endl;
    // 这时, stored_value == 1, 而 value == 100.
    // 因为 copy_value 在创建时就保存了一份 value 的拷贝
}

4. 表达式捕获

这部分内容需要了解右值引用以及智能指针

这部分内容需要了解右值引用以及智能指针

上面提到的值捕获、引用捕获都是已经在外层作用域声明的变量,因此这些捕获方式捕获的均为左值,而不能捕获右值。

C++14 给与了我们方便,允许捕获的成员用任意的表达式进行初始化,这就允许了右值的捕获, 被声明的捕获变量类型会根据表达式进行判断,判断方式与使用 本质上是相同的:

auto
#include <iostream>
#include <memory>  // std::make_unique
#include <utility> // std::move

void lambda_expression_capture() {
    auto important = std::make_unique<int>(1);
    auto add = [v1 = 1, v2 = std::move(important)](int x, int y) -> int {
        return x+y+v1+(*v2);
    };
    std::cout << add(3,4) << std::endl;
}

在上面的代码中,important 是一个独占指针,是不能够被 “=” 值捕获到,这时候我们可以将其转移为右值,在表达式中初始化。

泛型 Lambda

上一节中我们提到了 关键字不能够用在参数表里,这是因为这样的写法会与模板的功能产生冲突。 但是 Lambda 表达式并不是普通函数,所以在没有明确指明参数表类型的情况下,Lambda 表达式并不能够模板化。 幸运的是,这种麻烦只存在于 C++11 中,从 C++14 开始,Lambda 函数的形式参数可以使用 关键字来产生意义上的泛型:

auto
auto
auto add = [](auto x, auto y) {
    return x+y;
};

add(1, 2);
add(1.1, 2.2);
————————

Lambda 表达式

【原文转自 https://github.com/changkun/modern-cpp-tutorial/blob/master/book/zh-cn/03-runtime.md#31-lambda-%E8%A1%A8%E8%BE%BE%E5%BC%8F 】

Lambda 表达式是现代 C++ 中最重要的特性之一,而 Lambda 表达式,实际上就是提供了一个类似匿名函数的特性, 而匿名函数则是在需要一个函数,但是又不想费力去命名一个函数的情况下去使用的。这样的场景其实有很多很多, 所以匿名函数几乎是现代编程语言的标配。

基础

Lambda 表达式的基本语法如下:

[捕获列表](参数列表) mutable(可选) 异常属性 -> 返回类型 {
// 函数体
}

上面的语法规则除了 内的东西外,其他部分都很好理解,只是一般函数的函数名被略去, 返回值使用了一个 的形式进行。

[捕获列表]
->

所谓捕获列表,其实可以理解为参数的一种类型,Lambda 表达式内部函数体在默认情况下是不能够使用函数体外部的变量的, 这时候捕获列表可以起到传递外部数据的作用。

根据传递的行为,捕获列表也分为以下几种:

1. 值捕获

与参数传值类似,值捕获的前提是变量可以拷贝,不同之处则在于,被捕获的变量在 Lambda 表达式被创建时拷贝, 而非调用时才拷贝:

void lambda_value_capture() {
    int value = 1;
    auto copy_value = [value] {
        return value;
    };
    value = 100;
    auto stored_value = copy_value();
    std::cout << "stored_value = " << stored_value << std::endl;
    // 这时, stored_value == 1, 而 value == 100.
    // 因为 copy_value 在创建时就保存了一份 value 的拷贝
}

2. 引用捕获

与引用传参类似,引用捕获保存的是引用,值会发生变化。

void lambda_reference_capture() {
    int value = 1;
    auto copy_value = [&value] {
        return value;
    };
    value = 100;
    auto stored_value = copy_value();
    std::cout << "stored_value = " << stored_value << std::endl;
    // 这时, stored_value == 100, value == 100.
    // 因为 copy_value 保存的是引用
}

3. 隐式捕获

手动书写捕获列表有时候是非常复杂的,这种机械性的工作可以交给编译器来处理,这时候可以在捕获列表中写一个 或 向编译器声明采用引用捕获或者值捕获.

&
=

总结一下,捕获提供了 Lambda 表达式对外部值进行使用的功能,捕获列表的最常用的四种形式可以是:

  • [] 空捕获列表
  • [name1, name2, …] 捕获一系列变量
  • [&] 引用捕获, 让编译器自行推导引用列表
  • [=] 值捕获, 让编译器自行推导值捕获列表

 例如本章前面的值捕获例子代码,其中的lambda表达式 auto copy_value = [value] { return value; } 可改成 auto copy_value = [=] { return value; },具体如下代码所示:

void lambda_value_capture() {
    int value = 1;
    auto copy_value = [=] {
        return value;
    };
    value = 100;
    auto stored_value = copy_value();
    std::cout << "stored_value = " << stored_value << std::endl;
    // 这时, stored_value == 1, 而 value == 100.
    // 因为 copy_value 在创建时就保存了一份 value 的拷贝
}

4. 表达式捕获

这部分内容需要了解右值引用以及智能指针

这部分内容需要了解右值引用以及智能指针

上面提到的值捕获、引用捕获都是已经在外层作用域声明的变量,因此这些捕获方式捕获的均为左值,而不能捕获右值。

C++14 给与了我们方便,允许捕获的成员用任意的表达式进行初始化,这就允许了右值的捕获, 被声明的捕获变量类型会根据表达式进行判断,判断方式与使用 本质上是相同的:

auto
#include <iostream>
#include <memory>  // std::make_unique
#include <utility> // std::move

void lambda_expression_capture() {
    auto important = std::make_unique<int>(1);
    auto add = [v1 = 1, v2 = std::move(important)](int x, int y) -> int {
        return x+y+v1+(*v2);
    };
    std::cout << add(3,4) << std::endl;
}

在上面的代码中,important 是一个独占指针,是不能够被 “=” 值捕获到,这时候我们可以将其转移为右值,在表达式中初始化。

泛型 Lambda

上一节中我们提到了 关键字不能够用在参数表里,这是因为这样的写法会与模板的功能产生冲突。 但是 Lambda 表达式并不是普通函数,所以在没有明确指明参数表类型的情况下,Lambda 表达式并不能够模板化。 幸运的是,这种麻烦只存在于 C++11 中,从 C++14 开始,Lambda 函数的形式参数可以使用 关键字来产生意义上的泛型:

auto
auto
auto add = [](auto x, auto y) {
    return x+y;
};

add(1, 2);
add(1.1, 2.2);