Qt5之Lambda表达式

最新推荐文章于 2025-07-10 08:26:19 发布

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本文详细介绍了C++11中引入的Lambda表达式的基本语法和使用方法，包括值传递与引用传递的区别，mutable关键字的作用等。并通过具体示例展示了如何在Qt5中利用Lambda表达式简化信号槽的连接。

c11新特性中加入了lambda表达式，所以Qt 也支持，只需在.pro文件中加入
CONFIG += c++11

直接上代码：

	#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
int a = 1;
int b = 2;

auto func = [=, &b](int c)->int {return b += a + c;};
return 0;
}

我第一次看到上面的代码，是懵逼的，不少人应该和我一样。要是看得懂的大佬下面就当复习了，看不懂的同学就和我一起学习吧。

简单来说，Lambda函数也就是一个函数，它的基本语法定义如下：

[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。

Lambda优点：

简洁。
非常容易并行计算。
可能代表未来的编程趋势。
结合 hashmap 的 computeIfAbsent 方法，递归运算非常快。java有针对递归的专门优化。

Lambda缺点：

若不用并行计算，很多时候计算速度没有比传统的 for 循环快。（并行计算有时需要预热才显示出效率优势，并行计算目前对 Collection 类型支持的好，对其他类型支持的一般）
不容易调试。
若其他程序员没有学过 lambda 表达式，代码不容易让其他语言的程序员看懂。
在 lambda 语句中强制类型转换貌似不方便，一定要搞清楚到底是 map 还是 mapToDouble 还是 mapToInt。

下面给出一个代码的对比：
一般情况下：

#include<iostream>
using namespace std;

typedef enum
{
add = 0,
sub,
mul,
divi
}type;

class Calc
{
public:
Calc(int x, int y):m_x(x), m_y(y){}

int operator()(type i)
{
switch (i)
{
case add:
return m_x + m_y;
case sub:
return m_x - m_y;
case mul:
return m_x * m_y;
case divi:
return m_x / m_y;
}
}

private:
int m_x;
int m_y;
};

int main()
{
Calc addObj(10, 20);
cout<<addObj(add)<<endl; // 发现C++11中，enum类型的使用也变了，更“强”了
return 0;
}

使用lambda情况下：

#include<iostream>
using namespace std;

typedef enum
{
add = 0,
sub,
mul,
divi
}type;

int main()
{
int a = 10;
int b = 20;

auto func = [=](type i)->int {
switch (i)
{
case add:
return a + b;
case sub:
return a - b;
case mul:
return a * b;
case divi:
return a / b;
}
};

cout<<func(add)<<endl;
}

在使用lambda表达式的时候值传递和引用传递的地方需要注意一点。
下面给出示例代码:

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
int j = 10;
auto by_val_lambda = [=]{ return j + 1; };
auto by_ref_lambda = [&]{ return j + 1; };
cout<<"by_val_lambda: "<<by_val_lambda()<<endl;
cout<<"by_ref_lambda: "<<by_ref_lambda()<<endl;

++j;
cout<<"by_val_lambda: "<<by_val_lambda()<<endl;
cout<<"by_ref_lambda: "<<by_ref_lambda()<<endl;

return 0;
}

程序输出结果：

by_val_lambda: 11
by_ref_lambda: 11
by_val_lambda: 11
by_ref_lambda: 12

在by_val_lambda中，j被视为一个常量，一旦初始化后不会再改变（可以认为之后只是一个跟父作用域中j同名的常量），而在by_ref_lambda中，j仍然在使用父作用域中的值。所以，在使用Lambda函数的时候，如果需要捕捉的值成为Lambda函数的常量，我们通常会使用按值传递的方式捕捉；相反的，如果需要捕捉的值成成为Lambda函数运行时的变量，则应该采用按引用方式进行捕捉。

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
int val = 0;
// auto const_val_lambda = [=](){ val = 3; }; wrong!!!

auto mutable_val_lambda = [=]() mutable{ val = 3; };
mutable_val_lambda();
cout<<val<<endl; // 0

auto const_ref_lambda = [&]() { val = 4; };
const_ref_lambda();
cout<<val<<endl; // 4

auto mutable_ref_lambda = [&]() mutable{ val = 5; };
mutable_ref_lambda();
cout<<val<<endl; // 5

return 0;
}

这段代码主要是用来理解Lambda表达式中的mutable关键字的。默认情况下，Lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。按照规定，一个const的成员函数是不能在函数体内修改非静态成员变量的值。

原始Qt4的信号槽连接方式，以及Qt5新版的连接方式，lambda表达式的使用方式。

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QDebug>
Widget::Widget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
 
    // 传统Qt是连接方式
    // 传统Qt4连接方式为 信号发送者，信号，信号接受者，处理函数
    QObject::connect(ui->pushButton,SIGNAL(clicked(bool)),this,SLOT(qT4_slot()));
 
    //Qt5连接方式
    //其实这么写的方式和Qt4没有啥却别，只是在Qt4 中引用了信号槽，在简单的使用时没有问题，但是在庞大的工程中，信号和曹 仅仅是宏替换，在编译的时候没有安全监测
    //Qt5的新方法，在编译的时候就会有监测，如果我们手误操作失误，就会出现问题
    QObject::connect(ui->pushButton_2,&QPushButton::clicked,this,&Widget::qT5_slot);
 
 
 
    //Qt5 Lambda表达式
    //这里需要注意 Lambda表达式是C++ 11 的内容，所以，需要再Pro项目文件中加入 CONFIG += C++ 11
    QObject::connect(ui->pushButton_3,&QPushButton::clicked,[=](){qDebug()<<"lambda 表达式";});
 
 
 
}
 
Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}
 
void Widget::qT4_slot()
{
    qDebug()<< "This is Qt 4 Connect method";
}
 
void Widget::qT5_slot()
{
    qDebug()<< "This is Qt 5 Connect method";
}