c++ Lambda语法

本文详细解读Lambda函数的语法和用法,包括基本语法、捕获变量方式,并通过实例演示其在STL中的高效运用。了解Lambda表达式的各种形式及其在代码组织中的优势。

Lambda
看似很难懂的语法,其实就是一个函数,只是这个函数省略了名字。

#include<iostream>

using namespace std;

int main()
{
	auto demo = []()->int {};

	return 0;
}

上段代码中,就是一个lambda表达式的基础语法
demo是一个Lambda表达式的一个对象。可以理解为相当于函数名,[]中则是代表了形参的类型下面将会一一介绍。
()中则是引用的形参列表,->后面为返回值的类型,{}则是函数体,具体的逻辑都可以写在这里。
下面看几个Lambda实例:

int main()
{
	int a = 3,b = 4;
	auto demo = [](int x,int y)->void {cout << "a = " << x << ",b = " << y << endl; };
	demo(a, b);
	return 0;
}

以上[]没有捕获任何变量,所以不能访问任何lambda表达式外部的值。使用demo调用lambda表达式,调用lambda表达式。

int main()
{
	int a = 3;
	auto demo = [&](int &x)->void { int z = 6; x = z;};
	demo(a);
	cout << "a = " << a << endl;
	return 0;
}

[=] :用值的方式捕获所有变量
[&]:代表形参列表中所有参数都以引用的方式传递
[=, &foo] 以引用捕获变量foo, 但其余变量都靠值捕获
[&, foo] 以值捕获foo, 但其余变量都靠引用捕获

此外,Lambda表达式最大的作用其实是在和STL的联动中,代码如下

bool stcmp(int a, int b)
{
	return a < b;
}

int main()
{
	vector<int> demo{ 4, 2, 5, 7, 3, 1 };
	vector<int> lbvec(demo);

	sort(demo.begin(), demo.end(), stcmp);
	for (int& i : demo)
	{
		cout << i << endl;
	}
	
	return 0;
}

这个是在没有使用Lambda的情况下,如果函数定义的远,需要来回切换。影响阅读效率。使用了Lambda的情况如下:

int main()
{
	vector<int> demo{ 4, 2, 5, 7, 3, 1 };
	vector<int> lbvec(demo);

	sort(demo.begin(), demo.end(), [](int a, int b) {return a < b; });
	for (int& i : demo)
	{
		cout << i << endl;
	}
	
	return 0;
}
C++Lambda 函数是一种匿名函数,其基本语法模板为 `[捕获列表](参数列表) -> 返回类型 { 函数体 }` [^2]。以下是对其各部分的详细解释: ### 捕获列表 捕获列表 `[]` 用于指定 Lambda 函数可以访问哪些外部变量,以及以何种方式访问这些变量。捕获方式主要分为值捕获和引用捕获: - **值捕获**:使用 `[变量名]` 的形式,Lambda 函数会复制外部变量的值到函数内部,函数内部对该变量的修改不会影响外部变量。例如: ```cpp #include <iostream> int main() { int x = 10; auto lambda = [x]() { std::cout << "Value of x inside lambda: " << x << std::endl; }; lambda(); return 0; } ``` - **引用捕获**:使用 `[&变量名]` 的形式,Lambda 函数会引用外部变量,函数内部对该变量的修改会影响外部变量。例如: ```cpp #include <iostream> int main() { int x = 10; auto lambda = [&x]() { x = 20; std::cout << "Value of x inside lambda: " << x << std::endl; }; lambda(); std::cout << "Value of x outside lambda: " << x << std::endl; return 0; } ``` - **隐式捕获**:可以使用 `[=]` 进行值捕获所有外部变量,使用 `[&]` 进行引用捕获所有外部变量。例如: ```cpp #include <iostream> int main() { int a = 10, b = 20; auto lambda1 = [=]() { std::cout << "a: " << a << ", b: " << b << std::endl; }; auto lambda2 = [&]() { a = 30; b = 40; std::cout << "a: " << a << ", b: " << b << std::endl; }; lambda1(); lambda2(); std::cout << "a: " << a << ", b: " << b << std::endl; return 0; } ``` ### 参数列表 参数列表与普通函数的参数列表类似,用于传递参数给 Lambda 函数。例如: ```cpp #include <iostream> int main() { auto lambda = [](int a, int b) { return a + b; }; int result = lambda(3, 5); std::cout << "Result: " << result << std::endl; return 0; } ``` ### 返回类型 `-> 返回类型` 用于指定 Lambda 函数的返回类型。一般情况下,编译器可以自动推断 Lambda 函数的返回值,所以这部分可以省略不写 [^4]。例如: ```cpp #include <iostream> int main() { auto lambda1 = [](int a, int b) -> int { return a + b; }; auto lambda2 = [](int a, int b) { return a + b; }; int result1 = lambda1(3, 5); int result2 = lambda2(3, 5); std::cout << "Result1: " << result1 << ", Result2: " << result2 << std::endl; return 0; } ``` ### 函数体 函数体包含了 Lambda 函数的具体实现代码,与普通函数一样,函数体内除了可以使用指定传递进来的参数之外,还可以使用指定的外部变量以及全局范围内的所有全局变量 [^3]。例如: ```cpp #include <iostream> int globalVar = 100; int main() { int localVar = 200; auto lambda = [localVar]() { std::cout << "Global var: " << globalVar << ", Local var: " << localVar << std::endl; globalVar = 300; // localVar = 400; // 错误,值捕获的变量不能修改 std::cout << "Modified global var: " << globalVar << std::endl; }; lambda(); std::cout << "Global var outside lambda: " << globalVar << std::endl; return 0; } ```
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