（C++11/14/17学习笔记）：lambda表达式的使用

目录

用法介绍

捕获列表 []

 lambda表达式延迟调用易出错细节分析

lambda表达式中的mutable (易变的)

lambda表达式的类型及存储

lambda表达式再演示和优点总结

用法介绍

• lambda表达式是一种可调用对象。
• 它定义了一个函数，并且可以捕获一定范围内的变量。

auto f = [](int a)->int {
    return a+1
};

cout << f(1) << endl; //输出 2

• 特点：
  • 是个匿名函数，也可以理解为“可调用的代码单元” ，或者理解成未命名的内联函数。
  • 它有一个返回类型，一个参数列表，一个函数体。
  • 与函数不同的是，lambda表达式可以在函数的内部定义，这是常规函数做不到的。
• 格式：

[捕获列表]（参数列表）->返回类型(函数体);

• 注意结尾有分号。
• 因为很多时候lambda表达式返回值类型特别明显，所以允许lambda表达式返回值类型省略，编译器可以自动推导。
• 编译器不是总能推断出返回值类型，如果编译器不能推断出类型就会报错，这个时候就需要你显示的给出返回值类型。

auto f = [](int a = 10) {
    return a+1
};

cout << f(1) << endl; //输出 11

• 没有参数的时候，参数列表可以省略，甚至()也能省略，所以如下写法也是合法的：

auto f1 = [](){ return 1; };

auto f2= [] { return 2; };

cout << f1() << endl;  //输出1

cout << f2() << endl;  //输出2

• 捕获列表和函数体不能省略，必须时刻包含。
• lambda调用方法和普通函数相同，都是使用()这种函数调用运算符。
• lambda表达式可以不返回任何类型，不返回的类型就是 void。

auto f = [] {};

• lambda表达式函数体末尾分号不能省略。

捕获列表 []

[捕获列表]：通过捕获列表来捕获一定范围内的变量，范围是什么意思？

a[]  不捕获任何变量

int i = 9;

auto f = [] {
    return i;
};

• 编译报错（无法捕获外部变量），不认识i 在哪里定义。
• 注意：a[]  不捕获任何变量，但不包括静态局部变量。lambda表达式可以直接使用局部静态变量（局部静态变量不需要捕获的）

static int i = 9;

auto f = [] {
    return i;
};

[&] 捕获外部作用域中的所有变量，并作为引用在函数体内使用。

int i = 9 ;

auto f = [&] {
    i = 5;
    return i;
};

cout << f() << endl;  //输出 5
cout << i << endl;  //输出 5

• 因为 & 的存在，那么就允许给 i 赋值，从而就改变了 i 的值。
• 注意 i 的范围，其他地方调用f()，保证其内部的变量有效。

[=]：捕获外部作用域中所有变量，并作为副本（按值）在函数中使用，也就是可以用它的值，但不允许给它赋值。

int  i = 9;

auto f = [=] {
     // i = 5; 非法，不可以给它赋值，因为是以值的方式捕获。
    return i;
};

cout << f() << endl; 输出9

[this] ：一般用于类中，捕获当前类中的this指针，让lambda表达式有和当前类成员函数同样的访问权限。

• 如果 [] 中已经使用了 & 或者 = ，那么默认就已经使用了 this ，捕获this 的目的是为了在lambda表达式中使用当前类的成员函数和成员变量。

class Te {
public:
	int m__ = 5;
	void func(int x, int y){
	auto my_lambda = [this]{   //无论是this，还是 & 或者 = 都可以达到访问类成员的目的
		
		return m__;  //因为有了this，这个访问是合法的
	  };	
	}
};

int main(){
    Te t;
    t.func(3, 4);   //输出 5
    return 0;
}

[变量名] ：如果是多个变量名。彼此之间用 逗号分隔。[变量名] 表示按值捕获变量名代表的变量，同时不捕获其他变量。

class Te {
public:
	int m__ = 5;
	void func(int x, int y){
	auto my_lambda = [this,x ,y ]{  
		m__ = x + y;  //捕获x, y，可以使用，不能修改x，y的值

		return m__;  
	  };	
	}
};

[&变量名] ：如果是多个变量名。彼此之间用 逗号分隔。[变量名] 表示按引用捕获变量名代表的变量，同时不捕获其他变量。

class Te {
public:
	int m__ = 5;
	void func(int x, int y){
	auto my_lambda = [this,x ,y ]{  
		x = 5;
        y = 5;  
		return m__;  
	  };	
	}
};

[= , &变量名]  ：按值捕获所有外部变量，但按引用捕获&中所指的变量，这里这个=必须写在开头位置，开头这个位置表示默认捕获方式。

• 也就是说，这个捕获列表，第一个位置表示的是默认捕获方式（隐式捕获方式），后续其他的都是显式捕获方式。

class Te {
public:
	int m__ = 5;
	void func(int x, int y){
	auto my_lambda = [this, &x ]{  
		x = 5;  //显示指定引用方式捕获，可以修改
        y = 5;  //默认按值捕获，不能修改  
		return m__;  
	  };	
	}
};

[&, 变量名]：按引用来捕获所有外部变量，但按值来捕获变量名所代表的变量，这里这个&必须写在开头位置，开头表示的是默认捕获方式。

class Te {
public:
	int m__ = 5;
	void func(int x, int y){
	auto my_lambda = [&, x ]{  
		x = 5;  //显示指定按值捕获，不能修改 
        y = 5;  //默认指定引用方式捕获，可以修改
		return m__;  
	  };	
	}
};

 lambda表达式延迟调用易出错细节分析

intx=5;
auto f = [=]
{
	return x;
};

x=10;
cout << f() << endl;

• 上面输出为 5 。
• 当遇到auto这一 行，也就是在捕获的这个时刻，x的值就已经被复制到了这个f 中了。
• 凡是按值捕获的外部变量，在lambda表达式定义的这个时刻，所有这些外部变量值就被复制了一份存储在lambda表达式变量中。
• 如果想要使用最新的值，则使用 & 进行捕获。

lambda表达式中的mutable (易变的)

intx=5;

auto f = [=]()mutable{
	x=6;  //可以修改
	return x;
}

• 注意mutable前面的圆括号不能省略。

lambda表达式的类型及存储

• c++11中lambda表达式的类型被称呼为“闭包类型（Closure Type）”。
• 闭包：函数内的函数（可调用对象）。本质上就是lambda表达式创建的运行时期的对象。
• lambda表达式是一种比较特殊的，匿名的，类类型【闭包类】的对象（也就是定义了一个类类型，又生成一个匿名的类类型的对象（闭包）。
  • 我们可以认为它是一个带有operator()的类类型对象，也就是仿函数（函数对象）。
• 所以，我们也可以用 std::function 和 std::bind 来保存和调用lambda表达式。每个lambda都会触发编译器给咱们生成独一无二的类类型对象。
• lambda表达式这种语法，是我们可以就地定义匿名函数（就地封装短小的功能闭包）。

auto f  = []{};

• f 是个未命名的类类型对象。
• 捕获到的变量类似于作为这个匿名的类类型对象的成员变量。

std::function<int(int)> fc1 =  [](int v){
	return v;
};
std::cout << fc1(6) <<std::endl; //输出6


std::function<int(int)> fc2 =  std::bind([](int v){ //bind第一个参数是函数指针(函数对象)，第二个参数开始 就是真正的函数参数。
	return v;
	},
	16
);
std::cout << fc2(1) <<std::endl; //输出16

• 不捕获任何变量的lambda表达式，也就是捕获列表为空，可以转换成一个普通的函数指针。

using functype = int(*)int);//定义一个函数指针类型；

functype fp = [](int tv){
		return tv;
		};
cout << fp(17)<< endl;  //输出17

语法糖概念

• 语法糖：一种便捷写法的意思。

int a[5];

a[0]=1; //便捷写法（语法糖）
*(a+1) = 3：//a[1]=3

• 语法糖这个词，让我们写的代码更简单，看起来也更容易理解，有效的减少些代码出错的机率。
• 语法糖是指基于语言现有特性，构建出一个东西，程序员用起来会很方便。但它没有增加语言的原有功能。
• 所以，这个lambda表达式，大家也可以看成是定义仿函数闭包（函数中的函数）。

lambda表达式再演示和优点总结

• for_each：是个函数模板

void myfunc(int i){
	cout << i << endl;
}
...
//在main中调用
vector<int> myvector = { 10, 20, 30, 40, 50 };

for_each(myvector.begin(), myvector.end(), myfunc);
//输出 10 20 30 40 50 

• 使用lambda表达式

vector<int>myvector={10,20,30,40,50};
int sum = 0;

for_each(
    myvector.begin(), myvector.end(), [&sum](int val){
	                                    sum += val;
	                                    cout << val << endl;
                                        }
);

cout << sum << endl;  //输出150

find_if简介：函数模板find_if

• 用来查找一个东西，查什么东西呢？取决于它的第三个参数，它的第三个参数也是个函数对象(lambda表达式)。

vector<int> myvector={10, 20, 30, 40, 50};

auto result = find_if(myvector.begin(), myvector.end(), [](int val){
    cout << val << endl;
    return false; //只要我返回false,那么find_if就不停的遍历myvecotr。一直到返回true或者遍历完为止。
})

• 如果find if第三个参数这个可调用对象(lambda)返回true，find_if就停止遍历。

vector<int> myvector={10, 20, 30, 40, 50};

auto result = find_if(myvector.begin(), myvector.end(), [](int val){
    cout << val << endl;
    if(val > 15)
        return true; //返回true，停止遍历
    return false; 
})

 

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