本文介绍C++中的Lambda表达式的使用方法，包括声明、调用、嵌套及在函数中的应用等。通过多个实例展示如何利用Lambda表达式简化代码编写。
转自：https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/dd293599.aspx
本文演示如何在你的程序中使用 lambda 表达式。有关 lambda 表达式的概述，请参阅 C++ 中的 Lambda 表达式。有关 lambda 表达式结构的详细信息，请参阅 Lambda 表达式语法。
由于 lambda 表达式已类型化，所以你可以将其指派给 auto 变量或 function 对象，如下所示：
// declaring_lambda_expressions1.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <functional> #include <iostream> int main() { using namespace std; // Assign the lambda expression that adds two numbers to an auto variable. auto f1 = [](int x, int y) { return x + y; }; cout << f1(2, 3) << endl; // Assign the same lambda expression to a function object. function<int(int, int)> f2 = [](int x, int y) { return x + y; }; cout << f2(3, 4) << endl; }
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有关详细信息，请参阅 自动 (C++、function 类和函数调用 (C++)。
虽然 lambda 表达式多在函数的主体中声明，但是可以在初始化变量的任何地方声明。
Visual C++ 编译器将在声明而非调用 lambda 表达式时，将表达式绑定到捕获的变量。以下示例显示一个通过值捕获局部变量 i 并通过引用捕获局部变量 j 的 lambda 表达式。由于 lambda 表达式通过值捕获 i，因此在程序后面部分中重新指派 i 不影响该表达式的结果。但是，由于 lambda 表达式通过引用捕获 j，因此重新指派 j 会影响该表达式的结果。
// declaring_lambda_expressions2.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <functional> #include <iostream> int main() { using namespace std; int i = 3; int j = 5; // The following lambda expression captures i by value and // j by reference. function<int (void)> f = [i, &j] { return i + j; }; // Change the values of i and j. i = 22; j = 44; // Call f and print its result. cout << f() << endl; }
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你可以立即调用 lambda 表达式，如下面的代码片段所示。第二个代码片段演示如何将 lambda 作为参数传递给标准模板库 (STL) 算法，例如find_if。
以下示例声明的 lambda 表达式将返回两个整数的总和并使用参数 5 和 4 立即调用该表达式：
// calling_lambda_expressions1.cpp // compile with: /EHsc #include <iostream> int main() { using namespace std; int n = [] (int x, int y) { return x + y; }(5, 4); cout << n << endl; }
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以下示例将 lambda 表达式作为参数传递给 find_if 函数。如果 lambda 表达式的参数是偶数，则返回 true。
// calling_lambda_expressions2.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <list> #include <algorithm> #include <iostream> int main() { using namespace std; // Create a list of integers with a few initial elements. list<int> numbers; numbers.push_back(13); numbers.push_back(17); numbers.push_back(42); numbers.push_back(46); numbers.push_back(99); // Use the find_if function and a lambda expression to find the // first even number in the list. const list<int>::const_iterator result = find_if(numbers.begin(), numbers.end(),[](int n) { return (n % 2) == 0; }); // Print the result. if (result != numbers.end()) { cout << "The first even number in the list is " << *result << "." << endl; } else { cout << "The list contains no even numbers." << endl; } }
列表中的第一个偶数是 42。
有关 find_if 函数的详细信息，请参阅 find_if。有关执行公共算法的 STL 函数的详细信息，请参阅 <algorithm>。
你可以将 lambda 表达式嵌套在另一个中，如下例所示。内部 lambda 表达式将其参数与 2 相乘并返回结果。外部 lambda 表达式通过其参数调用内部 lambda 表达式并在结果上加 3。
// nesting_lambda_expressions.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <iostream> int main() { using namespace std; // The following lambda expression contains a nested lambda // expression. int timestwoplusthree = [](int x) { return [](int y) { return y * 2; }(x) + 3; }(5); // Print the result. cout << timestwoplusthree << endl; }
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在该示例中，[](int y) { return y * 2; } 是嵌套的 lambda 表达式。
许多编程语言都支持高阶函数的概念。 高阶函数是采用另一个 lambda 表达式作为其参数或返回 lambda 表达式的 lambda 表达式。你可以使用function 类，使得 C++ lambda 表达式具有类似高阶函数的行为。以下示例显示返回 function 对象的 lambda 表达式和采用 function 对象作为其参数的 lambda 表达式。
// higher_order_lambda_expression.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <iostream> #include <functional> int main() { using namespace std; // The following code declares a lambda expression that returns // another lambda expression that adds two numbers. // The returned lambda expression captures parameter x by value. auto addtwointegers = [](int x) -> function<int(int)> { return [=](int y) { return x + y; }; }; // The following code declares a lambda expression that takes another // lambda expression as its argument. // The lambda expression applies the argument z to the function f // and multiplies by 2. auto higherorder = [](const function<int(int)>& f, int z) { return f(z) * 2; }; // Call the lambda expression that is bound to higherorder. auto answer = higherorder(addtwointegers(7), 8); // Print the result, which is (7+8)*2. cout << answer << endl; }
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你可以在函数的主体中使用 lambda 表达式。lambda 表达式可以访问该封闭函数可访问的任何函数或数据成员。你可以显式或隐式捕获 this 指针，以提供对封闭类的函数和数据成员的访问路径。
你可以在函数中显式使用 this 指针，如下所示：
void ApplyScale(const vector<int>& v) const { for_each(v.begin(), v.end(), [this](int n) { cout << n * _scale << endl; }); }
你也可以隐式捕获 this 指针：
void ApplyScale(const vector<int>& v) const
{
for_each(v.begin(), v.end(),
[=](int n) { cout << n * _scale << endl; });
}
以下示例显示封装小数位数值的 Scale 类。
// function_lambda_expression.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <algorithm> #include <iostream> #include <vector> using namespace std; class Scale { public: // The constructor. explicit Scale(int scale) : _scale(scale) {} // Prints the product of each element in a vector object // and the scale value to the console. void ApplyScale(const vector<int>& v) const { for_each(v.begin(), v.end(), [=](int n) { cout << n * _scale << endl; }); } private: int _scale; }; int main() { vector<int> values; values.push_back(1); values.push_back(2); values.push_back(3); values.push_back(4); // Create a Scale object that scales elements by 3 and apply // it to the vector object. Does not modify the vector. Scale s(3); s.ApplyScale(values); }
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ApplyScale 函数使用 lambda 表达式打印小数位数值与 vector 对象中的每个元素的乘积。lambda 表达式隐式捕获 this 指针，以便访问 _scale成员。
由于 lambda 表达式已类型化，因此你可以将其与 C++ 模板一起使用。下面的示例显示 negate_all 和 print_all 函数。 negate_all 函数将一元operator- 应用于 vector 对象中的每个元素。 print_all 函数将 vector 对象中的每个元素打印到控制台。
// template_lambda_expression.cpp // compile with: /EHsc #include <vector> #include <algorithm> #include <iostream> using namespace std; // Negates each element in the vector object. Assumes signed data type. template <typename T> void negate_all(vector<T>& v) { for_each(v.begin(), v.end(), [](T& n) { n = -n; }); } // Prints to the console each element in the vector object. template <typename T> void print_all(const vector<T>& v) { for_each(v.begin(), v.end(), [](const T& n) { cout << n << endl; }); } int main() { // Create a vector of signed integers with a few elements. vector<int> v; v.push_back(34); v.push_back(-43); v.push_back(56); print_all(v); negate_all(v); cout << "After negate_all():" << endl; print_all(v); }
34 -43 56 After negate_all(): -34 43 -56
lambda 表达式的主体遵循结构化异常处理 (SEH) 和 C++ 异常处理的原则。你可以在 lambda 表达式主体中处理引发的异常或将异常处理推迟至封闭范围。以下示例使用 for_each 函数和 lambda 表达式将一个 vector 对象的值填充到另一个中。它使用 try/catch 块处理对第一个矢量的无效访问。
// eh_lambda_expression.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <vector> #include <algorithm> #include <iostream> using namespace std; int main() { // Create a vector that contains 3 elements. vector<int> elements(3); // Create another vector that contains index values. vector<int> indices(3); indices[0] = 0; indices[1] = -1; // This is not a valid subscript. It will trigger an exception. indices[2] = 2; // Use the values from the vector of index values to // fill the elements vector. This example uses a // try/catch block to handle invalid access to the // elements vector. try { for_each(indices.begin(), indices.end(), [&](int index) { elements.at(index) = index; }); } catch (const out_of_range& e) { cerr << "Caught '" << e.what() << "'." << endl; }; }
Caught 'invalid vector<T> subscript'.
有关异常处理的详细信息，请参阅 Visual C++ 中的异常处理。
lambda 表达式的捕获子句不能包含具有托管类型的变量。但是，你可以将具有托管类型的实际参数传递到 lambda 表达式的形式参数列表。以下示例包含一个 lambda 表达式，它通过值捕获局部非托管变量 ch，并采用 System.String 对象作为其参数。
// managed_lambda_expression.cpp // compile with: /clr using namespace System; int main() { char ch = '!'; // a local unmanaged variable // The following lambda expression captures local variables // by value and takes a managed String object as its parameter. [=](String ^s) { Console::WriteLine(s + Convert::ToChar(ch)); }("Hello"); }
Hello!
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