C++ Lambda表达式

本文深入探讨C++中Lambda表达式的使用,包括其参数、返回类型、捕捉列表的定义及作用,通过实例展示了如何利用Lambda表达式进行比较函数的定义和数据排序,是理解与运用C++ Lambda表达式不可或缺的指南。
[ capture-list ] ( params ) -> ret { body }

其中( params ) -> ret定义了这个匿名函数的参数和返回类型, { body }定义了这个匿名函数的功能,捕捉列表[ capture-list ]是做什么的呢?概括地讲,它使这个匿名函数可以访问外部(父作用域)变量。

以leetcode上的一个答案代码为例

auto cmp = [&nums1, &nums2](pair<int, int> a, pair<int, int> b) { 
    return nums1[a.first] + nums2[a.second] > 
             nums1[b.first] + nums2[b.second];
};
priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, 
    decltype(cmp)> min_heap(cmp);

// []引用了num1,num2,定义了一个比较函数,并将函数赋值给cmp,相当于定义了一个cmp函数
// []除了应用外还可以按值捕捉,[&]捕捉所有引用,[=]捕捉所有值
// decltype()返回变量类型

再举个例子

int main() {
    vector<int> data;
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        data.push_back(i);
    sort(data.begin(), data.end(), [](int &a, int &b)->bool {
         return a > b;
         });
    for (int i = 0; i < data.size(); ++i)
        cout << data[i] << endl;
    return 0;
}

 

### C++ Lambda 表达式用法详解 Lambda 表达式C++11 引入的重要特性之一,它允许开发者在调用或传递函数对象时直接定义匿名函数,极大提升了代码的简洁性和可读性。Lambda 表达式广泛应用于 STL 算法、异步编程、事件回调等场景中,是现代 C++ 编程的核心工具之一。 #### 基本语法结构 一个完整的 Lambda 表达式通常由以下几个部分组成: - **捕获列表**(Capture List):指定 Lambda 表达式如何访问外部变量。 - **参数列表**(Parameter List):可选,用于指定 Lambda 接受的参数。 - **可变说明符**(mutable):允许修改按值捕获的变量副本。 - **异常说明符**(Exception Specifier):可选,指定 Lambda 是否抛出异常。 - **返回类型**(Return Type):可选,若未指定,编译器会自动推导。 - **函数体**(Function Body):包含具体的实现逻辑。 示例代码如下: ```cpp auto lambda = [](int a) -&gt; int { return a + 1; }; std::cout &lt;&lt; lambda(1) &lt;&lt; std::endl; // 输出: 2 ``` #### 捕获机制 Lambda 表达式的捕获机制决定了它如何访问和修改外部变量,主要有以下几种方式: - **按值捕获**([=]):捕获外部变量的副本,Lambda 内部无法直接修改外部变量。若需修改副本,需使用 `mutable` 关键字。 - **按引用捕获**([&amp;]):捕获外部变量的引用,Lambda 内部可直接修改外部变量。 - **显式捕获**:可精确指定捕获的变量及方式,例如 `[x, &amp;y]` 表示按值捕获 `x`,按引用捕获 `y`。 示例代码如下: ```cpp int x = 10; auto lambda = [=]() mutable { x++; std::cout &lt;&lt; x &lt;&lt; std::endl; // 输出 11 }; lambda(); std::cout &lt;&lt; x &lt;&lt; std::endl; // 输出 10(外部 x 未变) ``` #### 生命周期管理 使用 Lambda 表达式时,尤其需要注意按引用捕获带来的生命周期问题。如果 Lambda 被存储并在捕获变量的生命周期结束后调用,可能导致未定义行为。因此,开发者需确保引用的变量在 Lambda 调用时仍然有效。 #### 性能考量 按值捕获大对象可能会带来拷贝开销,建议使用按引用捕获或智能指针来避免不必要的性能损耗。此外,隐式捕获(如 [=] 和 [&amp;])仅捕获 Lambda 体内实际使用的外部变量,因此可以有效减少捕获范围。 #### 应用场景 Lambda 表达式在 STL 算法中表现尤为突出,例如 `std::for_each`、`std::transform` 等算法中可以使用 Lambda 来简化函数对象的定义。此外,Lambda 还广泛应用于异步编程、事件回调、闭包管理等场景中。 示例代码如下: ```cpp #include &lt;algorithm&gt; #include &lt;vector&gt; #include &lt;iostream&gt; int main() { std::vector&lt;int&gt; vec = {1, 2, 3, 4, 5}; std::for_each(vec.begin(), vec.end(), [](int x) { std::cout &lt;&lt; x &lt;&lt; &quot; &quot;; }); std::cout &lt;&lt; std::endl; return 0; } ``` #### 标准演进与未来趋势 随着 C++ 标准的不断演进,Lambda 表达式的功能也在不断增强。例如,C++20 引入了模式匹配(Pattern Matching),进一步扩展了 Lambda 的应用场景。未来,Lambda 表达式将继续成为现代 C++ 开发的核心工具之一。
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