C++ 11 Lambda表达式

本文详细介绍了C++11中Lambda表达式的语法结构及其应用场景,包括如何定义和使用Lambda表达式来简化编程任务,并通过具体示例代码解释不同参数配置的效果。

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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}
      可以看到,Lambda主要分为五个部分:[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}。下面分别进行介绍。
      一、[函数对象参数],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:
           1、空。没有使用任何函数对象参数。
           2、=。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)。
           3、&。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)。
           4、this。函数体内可以使用Lambda所在类中的成员变量。
           5、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。
           6、&a。将a按引用进行传递。
           7、a, &b。将a按值进行传递,b按引用进行传递。
           8、=,&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。
           9、&, 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),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或exception声明,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)。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,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},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。
-- 本文来源于创世软件团队博客, 原文地址: http://www.cnblogs.com/hujian/archive/2012/02/14/2350306.html

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;
};


 MSDN:

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd293603.aspx

### C++11 Lambda表达式使用教程 #### 定义与基本语法 C++11引入了lambda表达式这一强大特性,使得开发者能够更加便捷地定义和创建匿名函数。这种新的功能不仅简化了代码编写过程,还提升了程序的功能性和执行效率[^1]。 Lambda表达式的通用形式如下: ```cpp [capture](parameters)->return_type { body } ``` 其中`capture`表示捕获列表,用于指定如何访问外部作用域中的变量;`parameters`代表参数列表;`->return_type`可选部分用来显式声明返回类型;最后是函数体`body`[^2]。 #### 捕获列表详解 捕获列表允许lambda表达式获取其所在环境内的局部变量或全局变量。常见的几种方式包括但不限于按值传递(`[var]`)、按引用传递(` [&var] `),以及默认全部按值/引用捕获(` [= ] / [&] `)[^3]。 ##### 示例:按值捕获 当采用按值的方式捕获时,意味着会复制一份原始数据供内部逻辑操作而不影响原值。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main(){ int value = 42; auto func_by_value = [value]() { cout << "Value captured by copy: " << value << endl; }; ++value; // 修改外界的value func_by_value(); // 输出的是未修改前的数值 } ``` ##### 示例:按引用捕获 相反地,如果选择了按引用的形式,则任何对于被捕获变量的操作都会直接影响到实际存在的那个实例。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main(){ int ref_val = 88; auto modify_ref = [&ref_val]() mutable{ ++ref_val; cout << "Modified reference-captured variable to : " << ref_val << endl; }; modify_ref(); } ``` #### 实际应用场景举例 考虑这样一个场景——我们需要交换两个整型数的位置而无需借助额外的空间开销。此时可以巧妙运用带有适当捕获机制的lambda表达式来完成任务[^5]。 ```cpp void swapTwoNumbers(int &num1, int &num2){ auto swapper = [&](int &a, int &b){ int temp=a;a=b;b=temp; }; swapper(num1,num2); } // 或者更为简洁的做法直接在lambda体内处理 auto direct_swap=[&](int &x,int &y){swap(x,y);} direct_swap(a,b); ``` #### 关于赋值行为的重要注意事项 值得注意的一点在于,尽管可以通过拷贝构造的方式来生成另一个具有相同行为的新对象,但是不同lambda表达式之间不允许互相赋值,即便它们看起来拥有完全一致的结构和语义[^4]。 ```cpp auto hello_world_1=[](){std::cout<<"Hello World"<<std::endl;}; auto hello_world_2=[](){std::cout<<"Hello World"<<std::endl;}; // 下面这行会导致编译错误 //hello_world_1=hello_world_2; ```
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