C++ lambda函数

lambda函数的格式:

[capture-list] (parameters) mutable -> return_type {statement}

[capture-list]:

捕获列表,

[var]:

捕捉var变量的值

只会捕捉定义时变量的值,此后该变量被修改,函数里的值不变

可以理解为创建了一个lambda对象,该对象里有自己的var变量

    int x = 3;
    auto f = [x]()
    { std::cout << x << std::endl; };
    f();
    x = 4;
    f();

输出:

3
3

[&var]:

捕捉var变量的引用

函数内可修改父作用域的变量,同时父作用域的变量改变会同步到函数

    int x = 3;
    auto f = [&x](){
        std::cout << x << std::endl;
        x++;
    };
    f();
    f();
    x = 8;
    f();

输出:

3
4
8

[this]:

捕捉当前的this指针的值

class A{
private:
    int _a, _b;
public:
    A(int a, int b)
        : _a{a}, _b{b}
    {}
    std::function<int()> f(){
        return [this]()
        {
            std::cout << this->_a << ' ' << this->_b << std::endl;
            return this->_a + this->_b;
        };
    }
};

int main(){
    A obj(2,3);
    auto f = obj.f();
    int res = f();
    std::cout << res << std::endl;
    return 0;
}

[=]:

捕捉所有父作用域的变量值(除了捕获列表内显式指定过的),包括this指针,即相当于[var1,var2...],把所有var都打进去

[&]:

捕捉所有父作用域的变量的引用(除了捕获列表内显式指定过的),包括this指针,即相当于[&var1, &var2...],把所有var都打进去

规则:

1.多个list用逗号分割,如[var1, var2, &var3]

2.捕获列表不允许出现重复,如[=, a],因为=已经包含了a;如[a,&a],不能既捕获值又捕获引用

3.要保证捕获列表捕获的变量的生命周期长于或者等于lambda函数,不要使其悬空

4.捕获列表不为空的lambda函数无法隐式转换为函数指针,只能用std::function来指定其类型

5.lambda函数的operator()默认为const,因此无法在函数体内修改按值捕获进来的变量,但引用可以修改

(parameter):

参数列表,和正常函数的参数列表一样,指定lambda函数的operator()所接受的参数个数及其类型

mutable:

可缺省

当加上时,lambda函数的operator()取消其const属性,此时函数体内可修改按值捕获的变量的值

    int x = 5;
    auto f = [x]() mutable
    {
        std::cout << x << ' ';
        x++;
    };
    f();
    f();
    f();
    std::cout<< x ;

输出:

5 6 7 5

->return_type:

可缺省

指定返回类型,缺省时,编译器自动推导

{statement}:

函数体,和正常的函数一样写即可

lambda函数实现递归

传入自身写法(C++14及以上)

auto fib = [](auto self, int n)->int {
    if(n == 1 || n == 2) {
        return 1;
    }
    return self(self,n-1) + self(self,n-2);
};
std::cout<< fib(fib,10) <<std::endl;

std::function + 引用捕获(C++11及以上)

std::function<int(int)> factorial;
factorial = [&](int n) -> int {  
    if (n <= 1) return 1;
    return n * factorial(n - 1); 
};

std::cout << factorial(5); 

### C++ Lambda 表达式简介 Lambda 表达式是 C++11 标准引入的一种匿名函数,可以在需要函数对象的地方直接编写代码块,而无需定义一个完整的函数。这种特性极大地提高了代码的简洁性和可读性。 #### 基本语法结构 Lambda 表达式的通用形式如下: ```cpp [capture](parameters) -> return_type { // function body } ``` - `capture`:捕获列表,用于指定外部变量如何被捕获。 - `parameters`:参数列表,类似于普通函数的参数声明。 - `return_type`:返回类型,默认情况下可以省略,编译器会自动推断。 - `function body`:函数体,即执行的具体逻辑。 #### 捕获机制 捕获列表决定了 lambda 函数能否访问其所在作用域中的局部变量和 this 指针。常见的捕获方式有: - **按值捕获**:使用 `[=]` 将所有外部变量按值复制到闭包中。 - **按引用捕获**:使用 `[&]` 将所有外部变量按引用传递给闭包。 - **混合捕获**:可以选择特定变量按值或按引用捕获,例如 `[a, &b]`。 #### 实际应用场景 ##### 并行编程中的应用 在多线程环境中,lambda 可以简化任务创建与管理过程。下面是一个简单的例子展示如何利用 lambda 启动一个新的工作线程[^2]: ```cpp #include <iostream> #include <thread> using namespace std; int main() { // 使用 Lambda 创建一个新线程 thread t([]() { cout << "Hello from thread!" << endl; }); t.join(); // 等待子线程完成 return 0; } ``` 此程序启动了一个新的线程来打印消息,并通过调用 join 方法等待该线程结束前不会继续执行主线程后续操作。 ##### STL 算法库的应用 当配合标准模板库 (STL) 的迭代器算法时,lambda 能够让代码更加紧凑易懂。比如对容器内元素进行过滤处理: ```cpp #include <algorithm> #include <vector> #include <iostream> using namespace std; void print_even_numbers(const vector<int>& nums) { copy_if(nums.begin(), nums.end(), ostream_iterator<int>(cout, "\n"), [](int n){ return n % 2 == 0; }); // 这里使用了 lambda 来实现偶数筛选条件 } int main(){ vector<int> numbers{1, 2, 3, 4, 5}; print_even_numbers(numbers); return 0; } ``` 这段代码遍历输入向量并将其中所有的偶数值输出至控制台。
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