C++11闭包函数:Lambda表达式的使用λ

C++11中的Lambda表达式用于定义并创建匿名的函数对象,以简化编程工作。Lambda的语法形式如下:
[函数对象参数] (操作符重载函数参数) mutable或exception声明 -> 返回值类型 { …函数体…}

一、[函数对象参数],例如[&,a,b]
标识一个Lambda的开始,这部分必须存在,不能省略。函数对象参数是传递给编译器自动生成的函数对象类的构造函数的。函数对象参数只能使用那些到定义Lambda为止时Lambda所在作用范围内可见的局部变量(包括Lambda所在类的this)。函数对象参数有以下形式:
[ ] 空没有使用任何函数对象参数。
[=] 函数体内可以使用Lambda所在作用范围内所有可见的局部变量(包括Lambda所在类的this),并且是值传递方式(相当于编译器自动为我们按值传递了所有局部变量)。
[&] 函数体内可以使用Lambda所在作用范围内所有可见的局部变量(包括Lambda所在类的this),并且是引用传递方式(相当于编译器自动为我们按引用传递了所有局部变量)。
[this] 函数体内可以使用Lambda所在类中的成员变量。
[a] 将a按值进行传递。按值进行传递时,函数体内不能修改传递进来的a的拷贝,因为默认情况下函数是const的。要修改传递进来的a的拷贝,可以添加mutable修饰符。
[&a] 将a按引用进行传递。
[a, &b] 将a按值进行传递,b按引用进行传递。
[=,&a, &b] 除a和b按引用进行传递外,其他参数都按值进行传递。
[&, a, b] 除a和b按值进行传递外,其他参数都按引用进行传递。

二、(操作符重载函数参数),例如(int a,int &b)
标识重载的()操作符的参数,没有参数时,这部分可以省略。参数可以通过按值(如:(a,b))和按引用(如:(&a,&b))两种方式进行传递。

三、mutable与exception声明,例如 mutable throw()
这部分可以省略。按值传递函数对象参数时,加上mutable修饰符后,可以修改按值传递进来的拷贝(注意是能修改拷贝,而不是值本身,如果没有添加mutable,相当于对函数参数的增加了const修饰,无法修改参数)。exception声明用于指定函数抛出的异常,如抛出整数类型的异常,可以使用throw(int)。

四、->返回值类型,例如 ->int 表示返回 int类型
标识函数返回值的类型,当返回值为void,或者函数体中只有一处return的地方(此时编译器可以自动推断出返回值类型)时,这部分可以省略。

五、{函数体},例如{cout<<“abc”;}
标识函数的实现,这部分不能省略,但函数体可以为空。

下面给出了一段示例代码,用于演示上述提到的各种情况,代码中有简单的注释可作为参考。

class CTest{
public:
 CTest() : m_nData(20) { NULL; }
 void TestLambda(){
  vector<int> vctTemp;
  vctTemp.push_back(1);
  vctTemp.push_back(2);

  // 无函数对象参数,输出:1 2
  {
   for_each(vctTemp.begin(), vctTemp.end(), [](int v){ cout << v << endl; });
  }

  // 以值方式传递作用域内所有可见的局部变量(包括this),输出:11 12
  {
   int a = 10;
   for_each(vctTemp.begin(), vctTemp.end(), [=](int v){ cout << v+a << endl; });
  }

  // 以引用方式传递作用域内所有可见的局部变量(包括this),输出:11 13 12
  {
   int a = 10;
   for_each(vctTemp.begin(), vctTemp.end(), [&](int v)mutable{ cout << v+a << endl; a++; });
   cout << a << endl;
  }

  // 以值方式传递局部变量a,输出:11 13 10
  {
   int a = 10;
   for_each(vctTemp.begin(), vctTemp.end(), [a](int v)mutable{ cout << v+a << endl; a++; });
   cout << a << endl;
  }

  // 以引用方式传递局部变量a,输出:11 13 12
  {
   int a = 10;
   for_each(vctTemp.begin(), vctTemp.end(), [&a](int v){ cout << v+a << endl; a++; });
   cout << a << endl;
  }

  // 传递this,输出:21 22
  {
   for_each(vctTemp.begin(), vctTemp.end(), [this](int v){ cout << v+m_nData << endl; });
  }

  // 除b按引用传递外,其他均按值传递,输出:11 12 17
  {
   int a = 10;
   int b = 15;
   for_each(vctTemp.begin(), vctTemp.end(), [=, &b](int v){ cout << v+a << endl; b++; });
   cout << b << endl;
  }


  // 操作符重载函数参数按引用传递,输出:2 3
  {
   for_each(vctTemp.begin(), vctTemp.end(), [](int &v){ v++; });
   for_each(vctTemp.begin(), vctTemp.end(), [](int v){ cout << v << endl; });
  }

  // 空的Lambda表达式
  {
   [](){}();
   []{}();
  }
 }

private:
 int m_nData;
};

本文转自:悠然品鉴 » C++ 11闭包函数:Lambda表达式的使用λ

### C++Lambda 表达式使用方法 #### 定义与基本结构 Lambda 表达式提供了一种简洁的方法来定义匿名函数对象。其一般形式如下: ```cpp [capture](parameters) -> return_type { // function body } ``` - `capture`:指定如何捕捉外部变量,可以为空、`=`, 或者具体变量列表。 - `parameters`:参数列表,类似于常规函数声明。 - `return_type`:返回类型,默认情况下可省略。 #### 捕捉列表 (Capture List) 捕捉列表决定了哪些局部变量可以在 lambda 函数体内访问以及它们是如何被使用的。常见的几种方式有: - **空捕捉列表** (`[]`) :不捕获任何外部变量。 - **按值捕获所有局部变量** (`=`) :创建副本。 - **按引用捕获所有局部变量** (`&`) :传递引用而非复制。 - **混合模式** :可以选择特定变量按值或按引用来捕获,例如 `[&, var1]` 或 `[=, &var2]`. #### 示例代码展示 下面是一些具体的例子展示了不同场景下的 lambda 应用: ##### 简单加法操作 当只需要执行简单的计算而无需额外的状态时,可以直接编写无状态的 lambda: ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main() { auto add = [](int x, int y){ return x + y; }; cout << "Sum is: " << add(3, 7) << endl; } // Sum is: 10 ``` ##### 访问局部变量 如果希望在 lambda 内部修改或读取当前作用域内的某些变量,则可以通过捕捉列表实现这一点: ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main(){ int value = 42; auto printValue = [&value]() { cout << "The captured variable's value is " << value << "." << endl; }; value = 99; // 修改原始变量会影响lambda内部的行为 printValue(); } // The captured variable's value is 99. ``` ##### STL 算法中的应用 结合标准模板库(STL),lambda 可以极大地简化迭代器和容器的操作过程: ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; int main(){ vector<int> numbers{1, 2, 3, 4}; // 使用 lambda 对向量中的每一个元素进行平方运算 transform(numbers.begin(), numbers.end(), numbers.begin(), [](int n){ return n * n; }); for(auto num : numbers){ cout << num << ' '; } } // Output will be: 1 4 9 16 ```
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