c++中的Lambda表达式_c++ lambda this
说明如下:
* capture:捕获作用域内变量,后面详述
* params:参数
* mutable:可变的,用来说明可以修改捕获的变量
* exception:异常
* return type:返回类型
* function body:函数体
一个简单的Lambda类似下面:
// 返回值类型通过自动推导获得
auto foo = [](int x) { return x + 1; };
std::cout << foo(2) << std::endl; // 输出:3
##### 捕获外部变量
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Lambda需要明确声明需要使用哪些范围内可见变量,否则无法使用。规则如下:
* [] 不捕获任何变量。
* [&] 捕获外部作用域中所有变量,并作为引用在函数体中使用(按引用捕获)。
* [=] 捕获外部作用域中所有变量,并作为副本在函数体中使用(按值捕获)。
* [=,&foo] 按值捕获外部作用域中所有变量,并按引用捕获 foo 变量。
* [&, x]:默认以引用捕获所有变量,但是x是例外,通过值捕获。
* [bar] 按值捕获 bar 变量,同时不捕获其他变量。
* [this] 捕获当前类中的 this 指针,让 lambda 表达式拥有和当前类成员函数同样的访问权限。如果已经使用了 & 或者 =,就默认添加此选项。捕获 this 的目的是可以在 lamda 中使用当前类的成员函数和成员变量。
* [\*this]:通过传值方式捕获当前对象。
举例如下:
class A
{
public:
int i_ = 0;
void func(int x, int y)
{
auto x1 = []{ return i_; }; // error,没有捕获外部变量
auto x2 = [=]{ return i_ + x + y; }; // OK,捕获所有外部变量
auto x3 = [&]{ return i_ + x + y; }; // OK,捕获所有外部变量
auto x4 = [this]{ return i_; }; // OK,捕获this指针
auto x5 = [this]{ return i_ + x + y; }; // error,没有捕获x、y
auto x6 = [this, x, y]{ return i_ + x + y; }; // OK,捕获this指针、x、y
auto x7 = [this]{ return i_++; }; // OK,捕获this指针,并修改成员的值
}
};
int a = 0, b = 1;
auto f1 = []{ return a; }; // error,没有捕获外部变量
auto f2 = [&]{ return a++; }; // OK,捕获所有外部变量,并对a执行自加运算
auto f3 = [=]{ return a; }; // OK,捕获所有外部变量,并返回a
auto f4 = [=]{ return a++; }; // error,a是以复制方式捕获的,无法修改
auto f5 = [a]{ return a + b; }; // error,没有捕获变量b
auto f6 = [a, &b]{ return a + (b++); }; // OK,捕获a和b的引用,并对b做自加运算
auto f7 = [=, &b]{ return a + (b++); }; // OK,捕获所有外部变量和b的引用,并对b做自加运算
根据实际需要决定以何种方式捕获哪些变量即可。需要注意的是,默认状态下 lambda 表达式无法修改通过复制方式捕获的外部变量。如果希望修改这些变量的话,我们需要使用引用方式进行捕获。
##### 闭包类型
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lambda 表达式的类型在 C++11 中被称为“闭包类型(Closure Type)”。因此,我们可以认为它是一个带有 operator() 的类,即仿函数。因此,我们可以使用 std::function 和 std::bind 来存储和操作 lambda 表达式:
std::function<int(int)> f1 = [](int a){ return a; };
std::function<int(int)> f2 = std::bind([](int a){ return a; }, 123);
这里也可以很自然地解释为何按值捕获无法修改捕获的外部变量。因为按照 C++ 标准,lambda 表达式的 operator() 默认是 const 的。一个 const 成员函数是无法修改成员变量的值的。而 mutable 的作用,就在于取消 operator() 的 const。
把Lambda作为就地定义使用的函数极其方便,如下代码统计std::vector中数据:
std::vector v = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
int even_count = 0;
for_each( v.begin(), v.end(), [&even_count](int val)
{
if (!(val & 1)) // val % 2 == 0
{
++ even_count;
}
});
std::cout << "The number of even is " << even_count << std::endl;
而在c11之前,则需要专门定义一个函数用来做统计。
作为回调函数也很简单,如使用cpp\_redis库连接redis时,选择数据库的代码:
// 不使用Lambda
void RedisSelectCb(cpp_redis::reply &reply)
{
if (reply.is_error())
{
std::cout << "err: " << reply << std::endl;
}
}
// …
m_redis->select(2, boost::bind(&RedisSelectCb, _1));
m_redis->sync_commit();
// 使用Lambda
m_redis->select(2, [](cpp_redis::reply &reply) {
if (reply.is_error())
{
std::cout << "err: " << reply << std::endl;
}
});
m_redis->sync_commit();
lambda 表达式的价值在于,就地封装短小的功能闭包,可以极其方便地表达出我们希望执行的具体操作,并让上下文结合得更加紧密。
##### 注意事项
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* 一般情况下,编译器就会根据 return 语句自动推导出返回值类型,但初始化列表不能用于返回值的自动推导,如 `auto x2 = [](){ return { 1, 2 }; }; // error: 无法推导出返回值类型`
* lambda 表达式是延迟调用的,如下代码:
int a = 0;
auto f = [=]{ return a; }; // 按值捕获外部变量
a += 1; // a被修改了
std::cout << f() << std::endl; // 输出: 0
捕获的一瞬间,a 的值就已经被复制到f中了。之后 a 被修改,但此时 f 中存储的 a 仍然还是捕获时的值,如果希望 lambda 表达式在调用时能够即时访问外部变量,我们应当使用引用方式捕获。
* 默认状态下 lambda 表达式无法修改通过复制方式捕获的外部变量,如果需要修改,需要显式指明 lambda 表达式为 mutable,如下:
int a = 0;
auto f1 = [=]{ return a++; }; // error,修改按值捕获的外部变量
auto f2 = = mutable { return a++; }; // OK,mutable
需要注意的一点是,被 mutable 修饰的 lambda 表达式就算没有参数也要写明参数列表。
当然,在Lambda使用中,也会有一些坑,查看[深入理解c++中的Lambda表达式](https://bbs.csdn.net/forums/4304bb5a486d4c3ab8389e65ecb71ac0) 了解如何避开坑。
###### 参考资料
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魔乐社区(Modelers.cn) 是一个中立、公益的人工智能社区,提供人工智能工具、模型、数据的托管、展示与应用协同服务,为人工智能开发及爱好者搭建开放的学习交流平台。社区通过理事会方式运作,由全产业链共同建设、共同运营、共同享有,推动国产AI生态繁荣发展。
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