C++11中Lambda函數的詳細介紹

本篇內容主要講解“C++11中Lambda函數的詳細介紹”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“C++11中Lambda函數的詳細介紹”吧!

C++11終于知道要在語言中加入匿名函數了。匿名函數在很多時候可以為編碼提供便利，這在下文會提到。很多語言中的匿名函數，如C++，都是用Lambda表達式實現的。Lambda表達式又稱為lambda函數。我在下文中稱之為Lambda函數。

為了明白Lambda函數的用處，請務必先搞明白C++中的自動類型推斷：http://blog.csdn.net/kaitiren/article/details/22302767

基本的Lambda函數我們可以這樣定義一個Lambda函數：[cpp] view
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1. #include <iostream>

2. 
   

3. using namespace std;  

4. 
   

5. int main()  

6. {  

7.     auto func = [] () { cout << "Hello world"; };  

8.     func(); // now call the function

9. }  

其中func就是一個lambda函數。我們使用auto來自動獲取func的類型，這個非常重要。定義好lambda函數之后，就可以當這場函數來使用了。 其中 [ ] 表示接下來開始定義lambda函數，中括號中間有可能還會填參數，這在后面介紹。之后的()填寫的是lambda函數的參數列表{}中間就是函數體了。 正常情況下，只要函數體中所有return都是同一個類型的話，編譯器就會自行判斷函數的返回類型。也可以顯示地指定lambda函數的返回類型。這個需要用到函數返回值后置的功能,比如這個例子：

[cpp] view
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1. [] () -> int { return 1; }  

所以總的來說lambda函數的形式就是：[cpp] view
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1. [captures] (params) -> ret {Statments;}  

Lambda函數的用處假設你設計了一個地址簿的類。現在你要提供函數查詢這個地址簿，可能根據姓名查詢，可能根據地址查詢，還有可能兩者結合。要是你為這些情況都寫個函數，那么你一定就跪了。所以你應該提供一個接口，能方便地讓用戶自定義自己的查詢方式。在這里可以使用lambda函數來實現這個功能。[cpp] view
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1. #include <string>

2. #include <vector>

3. 
   

4. class AddressBook  

5. {  

6.     public:  

7.     // using a template allows us to ignore the differences between functors, function pointers 

8.     // and lambda

9.     template<typename Func>  

10.     std::vector<std::string> findMatchingAddresses (Func func)  

11.     {   

12.         std::vector<std::string> results;  

13.         for ( auto itr = _addresses.begin(), end = _addresses.end(); itr != end; ++itr )  

14.         {  

15.             // call the function passed into findMatchingAddresses and see if it matches

16.             if ( func( *itr ) )  

17.             {  

18.                 results.push_back( *itr );  

19.             }  

20.         }  

21.         return results;  

22.     }  

23. 
    

24.     private:  

25.     std::vector<std::string> _addresses;  

26. };  

從上面代碼可以看到，findMatchingAddressses函數提供的參數是Func類型，這是一個泛型類型。在使用過程中應該傳入一個函數，然后分別對地址簿中每一個entry執行這個函數，如果返回值為真那么表明這個entry符合使用者的篩選要求，那么就應該放入結果當中。那么這個Func類型的參數如何傳入呢？[cpp] view
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1. AddressBook global_address_book;  

2. 
   

3. vector<string> findAddressesFromOrgs ()  

4. {  

5.     return global_address_book.findMatchingAddresses(   

6.         // we're declaring a lambda here; the [] signals the start

7.         [] (const string& addr) { return addr.find( ".org" ) != string::npos; }   

8.     );  

9. }  

可以看到，我們在調用函數的時候直接定義了一個lambda函數。參數類型是

[cpp] view
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1. const string& addr  

返回值是bool類型。 如果用戶要使用不同的方式查詢的話，只要定義不同的lambda函數就可以了。

Lambda函數中的變量截取在上述例子中，lambda函數使用的都是函數體的參數和它內部的信息，并沒有使用外部信息。我們設想這樣的一個場景，我們從鍵盤讀入一個名字，然后用lambda函數定義一個匿名函數，在地址簿中查找有沒有相同名字的人。那么這個lambda函數勢必就要能使用外部block中的變量，所以我們就得使用變量截取功能（Variable Capture)。[cpp] view
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1. // read in the name from a user, which we want to search

2. string name;  

3. cin>> name;  

4. return global_address_book.findMatchingAddresses(   

5.     // notice that the lambda function uses the the variable 'name'

6.     [&] (const string& addr) { return name.find( addr ) != string::npos; }   

7. );  

從上述代碼看出，我們的lambda函數已經能使用外部作用域中的變量name了。這個lambda函數一個最大的區別是[]中間加入了&符號。這就告訴了編譯器，要進行變量截取。這樣lambda函數體就可以使用外部變量。如果不加入任何符號，編譯器就不會進行變量截取。

下面是各種變量截取的選項：

• [] 不截取任何變量

• [&} 截取外部作用域中所有變量，并作為引用在函數體中使用

• [=] 截取外部作用域中所有變量，并拷貝一份在函數體中使用

• [=, &foo]   截取外部作用域中所有變量，并拷貝一份在函數體中使用，但是對foo變量使用引用

• [bar]   截取bar變量并且拷貝一份在函數體重使用，同時不截取其他變量

• [this]            截取當前類中的this指針。如果已經使用了&或者=就默認添加此選項。

Lambda函數和STL

lambda函數的引入為STL的使用提供了極大的方便。比如下面這個例子，當你想便利一個vector的時候，原來你得這么寫：[cpp] view
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1. vector<int> v;  

2. v.push_back( 1 );  

3. v.push_back( 2 );  

4. //...

5. for ( auto itr = v.begin(), end = v.end(); itr != end; itr++ )  

6. {  

7.     cout << *itr;  

8. }  

現在有了lambda函數你就可以這么寫

[cpp] view
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1. vector<int> v;  

2. v.push_back( 1 );  

3. v.push_back( 2 );  

4. //...

5. for_each( v.begin(), v.end(), [] (int val)  

6. {  

7.     cout << val;  

8. } );  

而且這么寫了之后執行效率反而提高了。因為編譯器有可能使用”循環展開“來加速執行過程（計算機系統結構課程中學的）。
http://www.nwcpp.org/images/stories/lambda.pdf 這個PPT詳細介紹了如何使用lambda表達式和STL 給大家寫一個例子:

C++11 的 lambda 表達式規范如下：

[ capture ] ( params ) mutable exception attribute -> ret { body }	(1)
[ capture ] ( params ) -> ret { body }	(2)
[ capture ] ( params ) { body }	(3)
[ capture ] { body }	(4)

其中

• (1) 是完整的 lambda 表達式形式，

• (2) const 類型的 lambda 表達式，該類型的表達式不能改捕獲("capture")列表中的值。

• (3)省略了返回值類型的 lambda 表達式，但是該 lambda 表達式的返回類型可以按照下列規則推演出來：

• 如果 lambda 代碼塊中包含了 return 語句，則該 lambda 表達式的返回類型由 return 語句的返回類型確定。

• 如果沒有 return 語句，則類似 void f(...) 函數。

• 省略了參數列表，類似于無參函數 f()。

mutable 修飾符說明 lambda 表達式體內的代碼可以修改被捕獲的變量，并且可以訪問被捕獲對象的 non-const 方法。

exception 說明 lambda 表達式是否拋出異常(noexcept)，以及拋出何種異常，類似于void f() throw(X,
Y)。

attribute 用來聲明屬性。

另外，capture 指定了在可見域范圍內 lambda 表達式的代碼內可見得外部變量的列表，具體解釋如下：

• [a,&b] a變量以值的方式唄捕獲，b以引用的方式被捕獲。

• [this] 以值的方式捕獲 this 指針。

• [&] 以引用的方式捕獲所有的外部自動變量。

• [=] 以值的方式捕獲所有的外部自動變量。

• [] 不捕獲外部的任何變量。

此外，params 指定 lambda 表達式的參數。

一個具體的 C++11 lambda 表達式例子：

#include <vector>#include <iostream>#include <algorithm>#include <functional> 
int main()
{
    std::vector<int> c { 1,2,3,4,5,6,7 };int x = 5;
    c.erase(std::remove_if(c.begin(), c.end(), [x](int n) { return n < x; } ), c.end());
 
    std::cout << "c: ";for (auto i: c) {
        std::cout << i << ' ';
    }
    std::cout << '\n'; // the type of a closure cannot be named, but can be inferred with autoauto func1 = [](int i) { return i+4; };
    std::cout << "func1: " << func1(6) << '\n'; 
 // like all callable objects, closures can be captured in std::function// (this may incur unnecessary overhead)std::function<int(int)> func2 = [](int i) { return i+4; };
    std::cout << "func2: " << func2(6) << '\n'; 
}

到此，相信大家對“C++11中Lambda函數的詳細介紹”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！