C++lambda表达式

本文介绍了C++的lambda表达式,包括概念和实例代码。lambda表达式允许构造闭包,捕获作用域内的变量,并能用作匿名函数。文章通过实例展示了如何定义lambda,包括捕获列表、返回值类型以及在成员函数中的使用。

1、概念

构造一个闭包:一个匿名函数对象可以捕获作用域内的变量。其完整形式为:
[ captures ] (optional)(c++20) ( params ) specifiers exception attr -> ret requires(optional)(c++20) { body }

2、实例代码

  1. 一般实现模型,注意包含相应头文件。
// 可以使用如下类来替代lambda表达式
class Module_print {
private:
   std::ostream& os;
   int m;
public:
   // 注意引用必须使用成员列表初始化
   Module_print(std::ostream &s, int mm) : os(s), m(mm) { }
   // 注意默认情况下lambda无法修改捕获到的变量,故这里加const使其无法修改成员变量
   void operator()(int x) const
   {
   	if (x % m == 0) {
   		os << x << '\n';
   	}
   }
};
// 使用for_each需要包含头文件#include <algorithm>
void print_module_v0(const std::vector<int>& v, std::ostream& os, int m)
{
   for_each(begin(v), end(v), [&os, m](int x) {if (x % m == 0) os << x << '\n'; });
}

void print_module_v1(const std::vector<int>&
### 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) -> int { return a + 1; }; std::cout << lambda(1) << 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**([&]):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, &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 << x << std::endl; // 输出 11 }; lambda(); std::cout << x << 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 [&])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 <algorithm> #include <vector> #include <iostream> int main() { std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5}; std::for_each(vec.begin(), vec.end(), [](int x) { std::cout << x << " "; }); std::cout << 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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