Lambda 表达式和函数指针

Lambda 表达式和函数指针

1. 什么是Lambda表达式？

C++11引入了Lambda表达式，它是一种用于创建匿名函数的方法。Lambda表达式在编写更简洁、清晰的代码时非常有用，特别是在需要传递函数作为参数的情况下，比如STL算法、自定义排序函数、回调等。

Lambda表达式的形式

Lambda表达式的一般形式如下：

[捕获列表](参数列表) mutable-> 返回类型 {
   
    // 函数体
}

让我们详细讲解Lambda表达式的各个部分以及如何使用它们：

1. 捕获列表（Capture List） ：Lambda表达式可以在其内部访问外部作用域的变量。捕获列表用于指定Lambda表达式需要捕获哪些外部变量以供使用。（不能省略）
   捕获列表有三种形式：
   • []：不捕获任何变量。
   • [变量名]：捕获指定变量（复制捕获）。

• [&变量名]：引用捕获，以引用方式访问变量（引用捕获）。
  • [=]：以复制捕获方式捕获所有外部变量。
  • [&]：以引用捕获方式捕获所有外部变量。

2. 参数列表（Parameter List） ：与普通函数类似，如果不需要参数传递，则可以连同（）一起省略，用于指定Lambda表达式的参数列表。
3. 返回类型（Return Type） ：可以省略，编译器可以自动推断返回类型。如果存在返回语句，编译器会根据返回语句推断返回类型。如果Lambda表达式中包含多条语句，且需要指定返回类型，可以使用->符号。
4. mutable : 默认情况下，lambda总是一个const函数，mutable可以取消其常量性，使用该修饰符时，参数列表不可省略（即使参数为空）。mutable放在参数列表和返回值之间。
5. 函数体（Function Body） ：Lambda表达式的具体实现，包含要执行的代码(不能省略）。

在lambda函数定义中，参数列表和返回值都是可选部分，而捕获列表和函数体可以为空。C++11中最简单的lambda函数为：[]{}; 该lambda函数不能做任何事情，没有意义。

Lambda表达式的隐式捕获

除了显式列出我们希望使用的来自所在函数的变量之外，还可以让编译器根据lambda体中的代码来推断我们要使用哪些变量。为了指示编译器推断捕获列表，应在捕获列表中写一个&或=。&告诉编译器采用捕获引用方式，=则表示采用值捕获方式。例如：

//sz为隐式捕获，值捕获方式
auto wc = find_if(words.begin(),words.end(),[=](const string &s)
				  {
   return s.size() >= sz;});

隐式捕获和显示捕获也可以混合使用，如下代码：

void elimDups(vector<string>& words)
{
   
	//对words按照字典序进行升序排序
	sort(words.begin(),words.end());
	//将重复的字符移动至words后半部分，并返回前半部分最后一位的下一位的迭代器
	auto end_unique=unique(words.begin(),words.end());	
	//删除后部分的内容
	words.erase(end_unique,words.end());
}

void biggies(vector<string> &words,vector<string>::size_type sz,ostream &os,char c = ' ')
{
   
	//按照字典序排序，去重
	elimDups(words);
	//按照字符串长度升序排序，当长度相同时，维持字典序
	stable_sort(words.begin(),words.end(),
	[](const string& a,const string& b)->bool
	{
   return a.size() < b.size();});

	//返回第一个长度大于等于sz的迭代器
	auto wc=find_if(words.begin(),words.end(),[sz](const string& s)->bool
	{
   return s.size()>=sz;});

	//os 隐式捕获，引用捕获，c显示捕获，值捕获
	for_each(words.begin(),words.end(),[&,c](const string &s){
   os<<s<<c;});
	//os显示捕获，引用捕获，c隐式捕获，值捕获
	for_each(words.begin(),words.end(),[=,&os](const string &s){
   os<<s<<c;});
}

当我们混合使用隐式捕获和显式捕获时，捕获列表中的第一个元素必须是一个&或=。此符号指定了默认捕获方式为引用或值。且当混合使用隐式捕获和显式捕获时，显式捕获的变量必须使用与隐式捕获不同的方式。

可变Lambda

默认情况下，对于一个值被拷贝的变量，lambda不会改变其值。如果我们希望能改变一个被捕获的变量的值，就必须在参数列表首加上关键字mutable。

void fcn3()
{
   
	size_t v1=42;
	//通过mutable,f可以改变它所捕获的值
	auto f = [v1]() mutable{
   return ++v1;};