【C++11】Lambda表达式

最新推荐文章于 2025-06-02 10:06:07 发布

eclipse_c

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分类专栏： cocos2dx 文章标签： c++11

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/eclipse_c/article/details/42265037

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本文介绍了C++11中的Lambda表达式，详细解释了其语法结构、变量捕获机制以及如何作为回调函数使用。并通过实际示例展示了如何简化代码。

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文字部分来源于百度百科

“Lambda 表达式”(lambda expression)是一个匿名函数，Lambda表达式基于数学中的λ演算得名，直接对应于其中的lambda抽象(lambda abstraction)，是一个匿名函数，即没有函数名的函数。Lambda表达式可以表示闭包（注意和数学传统意义上的不同）。

ISO C++ 11 标准的一大亮点是引入Lambda表达式。基本语法如下：
[capture list] (parameter list) ->return type { function body }
其中除了“[ ]”（其中捕获列表可以为空）和“复合语句”（相当于具名函数定义的函数体），其它都是可选的。它的类型是唯一的具有成员operator()的非联合的类类型，称为闭包类型(closure type)。
C++中，一个lambda表达式表示一个可调用的代码单元。我们可以将其理解为一个未命名的内联函数。它与普通函数不同的是，lambda必须使用尾置返回来指定返回类型。
例如调用<algorithm>中的std::sort，ISO C++ 98 的写法是要先写一个compare函数：

bool compare(int&a,int&b)
{
     return a>b;//降序排序
}

然后，再这样调用：

sort(a,a+n,compare);

然而，用ISO C++ 11 标准新增的Lambda表达式，可以这么写：

sort(a,a+n,[](int a,int b){return a>b;});//降序排序

这样一来，代码明显简洁多了。
由于Lambda的类型是唯一的，不能通过类型名来显式声明对应的对象，但可以利用auto关键字和类型推导：

auto f=[](int a,int b){return a>b;});

和其它语言的一个较明显的区别是Lambda和C++的类型系统结合使用，如：

auto f=[x](int a,int b){return a>x;});//x被捕获复制
int x=0,y=1;
auto g=[&](int x){return ++y;});//y被捕获引用，调用g后会修改y，需要注意y的生存期
bool(*fp)(int,int)=[](int a,int b){return a>b;});//不捕获时才可转换为函数指针

Lambda表达式可以嵌套使用。
即将出版的ISO C++14支持基于类型推断的泛型lambda表达式。上面的排序代码可以这样写：

sort(a,a+n,[](const auto&a,const auto&b){return a>b;});//降序排序：不依赖a和b的具体类型

因为参数类型和函数模板参数一样可以被推导而无需和具体参数类型耦合，有利于重构代码；和使用auto声明变量的作用类似，它也允许避免书写过于复杂的参数类型。特别地，不需要显式指出参数类型使使用高阶函数变得更加容易。

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下文转自：http://blog.youkuaiyun.com/booirror/article/details/26973611

为什么需要lambda函数

匿名函数是许多编程语言都支持的概念，有函数体，没有函数名。1958年，lisp首先采用匿名函数，匿名函数最常用的是作为回调函数的值。正因为有这样的需求，c++引入了lambda 函数，你可以在你的源码中内联一个lambda函数，这就使得创建快速的，一次性的函数变得简单了。例如，你可以把lambda函数可在参数中传递给std::sort函数

#include <algorithm>

#include <cmath>

void abssort(float* x, unsigned N) {

std::sort(x, x + N,

// Lambda expression begins

[](float a, float b) {

return std::abs(a) < std::abs(b);

});

}

你可能会问，使用函数对象不是也可以吗？是的，函数对象当然没问题，自己写的回调函数，你可以传个函数指针也没有问题。他们有优点也有缺点。函数对象能维护状态，但语法开销大，而函数指针语法开销小，却没法保存范围内的状态。如果你觉得鱼和熊掌不可兼得，那你可错了。lambda函数结合了两者的优点，让你写出优雅简洁的代码。

----add----

基本语法

简单来说，Lambda函数也就是一个函数，它的语法定义如下：

复制代码代码如下:

[capture](parameters) mutable ->return-type{statement}

1.[capture]：捕捉列表。捕捉列表总是出现在Lambda函数的开始处。实际上，[]是Lambda引出符。编译器根据该引出符判断接下来的代码是否是Lambda函数。捕捉列表能够捕捉上下文中的变量以供Lambda函数使用;

2.(parameters)：参数列表。与普通函数的参数列表一致。如果不需要参数传递，则可以连同括号“()”一起省略;

3.mutable：mutable修饰符。默认情况下，Lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。在使用该修饰符时，参数列表不可省略（即使参数为空）;

4.->return-type：返回类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回类型。我们可以在不需要返回值的时候也可以连同符号”->”一起省略。此外，在返回类型明确的情况下，也可以省略该部分，让编译器对返回类型进行推导;

5.{statement}：函数体。内容与普通函数一样，不过除了可以使用参数之外，还可以使用所有捕获的变量。

与普通函数最大的区别是，除了可以使用参数以外，Lambda函数还可以通过捕获列表访问一些上下文中的数据。具体地，捕捉列表描述了上下文中哪些数据可以被Lambda使用，以及使用方式（以值传递的方式或引用传递的方式）。语法上，在“[]”包括起来的是捕捉列表，捕捉列表由多个捕捉项组成，并以逗号分隔。捕捉列表有以下几种形式：

1.[var]表示值传递方式捕捉变量var；
2.[=]表示值传递方式捕捉所有父作用域的变量（包括this）；
3.[&var]表示引用传递捕捉变量var；
4.[&]表示引用传递方式捕捉所有父作用域的变量（包括this）；
5.[this]表示值传递方式捕捉当前的this指针。

上面提到了一个父作用域，也就是包含Lambda函数的语句块，说通俗点就是包含Lambda的“{}”代码块。上面的捕捉列表还可以进行组合，例如：

1.[=,&a,&b]表示以引用传递的方式捕捉变量a和b，以值传递方式捕捉其它所有变量;
2.[&,a,this]表示以值传递的方式捕捉变量a和this，引用传递方式捕捉其它所有变量。

不过值得注意的是，捕捉列表不允许变量重复传递。下面一些例子就是典型的重复，会导致编译时期的错误。例如：

3.[=,a]这里已经以值传递方式捕捉了所有变量，但是重复捕捉a了，会报错的;
4.[&,&this]这里&已经以引用传递方式捕捉了所有变量，再捕捉this也是一种重复。

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基本lambda语法

基本形式如下：

[capture](parameters)->return-type {body}

[]叫做捕获说明符，表示一个lambda表达式的开始。接下来是参数列表，即这个匿名的lambda函数的参数，->return-type表示返回类型，如果没有返回类型，则可以省略这部分。想知道为什么返回类型可以这么表示，这涉及到c++11的另一特性，参见自动类型推导，最后就是函数体部分了。

我们可以这样输出"hello,world"

auto func = [] () { cout << "hello,world"; };

func(); // now call the function

变量捕获与lambda闭包实现

string name;

cin >> name;

[&](){cout << name;}();

lambda函数能够捕获lambda函数外的具有自动存储时期的变量。函数体与这些变量的集合合起来叫闭包。

[] 不截取任何变量
[&} 截取外部作用域中所有变量，并作为引用在函数体中使用
[=] 截取外部作用域中所有变量，并拷贝一份在函数体中使用

[=, &foo] 截取外部作用域中所有变量，并拷贝一份在函数体中使用，但是对foo变量使用引用

[bar] 截取bar变量并且拷贝一份在函数体重使用，同时不截取其他变量

[x, &y] x按值传递，y按引用传递

[this] 截取当前类中的this指针。如果已经使用了&或者=就默认添加此选项。

看到这，不禁要问，这魔法般的变量捕获是怎么实现的呢？原来，lambda是通过创建个小类来实现的。这个类重载了操作符()，一个lambda函数是该类的一个实例。当该类被构造时，周围的变量就传递给构造函数并以成员变量保存起来。看起来跟函数对象很相似。

最后，lambda函数的类型是什么呢，答案是std:function。

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我的话：

类似的代码我也在cocos2d 中触控的代码中见过。

//触控设置
	//bool m_startMove;//是否开始移动
	//int m_x, m_y;//触摸开始的点

	auto event = EventListenerTouchOneByOne::create();
	event->onTouchBegan = [&](Touch*tou, Event *eve){
		m_x = tou->getLocation().x;
		m_y = tou->getLocation().y;
		m_startMove = true;
		//CCLOG("onTouchBegan  m_x = %d,m_y = %d", m_x, m_y);
		return true;
	};

当时也没看懂这个[&]是啥意思，C++11的新标准还挺丰富的。有时间需要仔细了解下。