C++11中Lambda函数的详细介绍

本篇内容主要讲解“C++11中Lambda函数的详细介绍”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“C++11中Lambda函数的详细介绍”吧!

C++11终于知道要在语言中加入匿名函数了。匿名函数在很多时候可以为编码提供便利，这在下文会提到。很多语言中的匿名函数，如C++，都是用Lambda表达式实现的。Lambda表达式又称为lambda函数。我在下文中称之为Lambda函数。

为了明白Lambda函数的用处，请务必先搞明白C++中的自动类型推断：http://blog.csdn.net/kaitiren/article/details/22302767

基本的Lambda函数我们可以这样定义一个Lambda函数：[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就是一个lambda函数。我们使用auto来自动获取func的类型，这个非常重要。定义好lambda函数之后，就可以当这场函数来使用了。 其中 [ ] 表示接下来开始定义lambda函数，中括号中间有可能还会填参数，这在后面介绍。之后的()填写的是lambda函数的参数列表{}中间就是函数体了。 正常情况下，只要函数体中所有return都是同一个类型的话，编译器就会自行判断函数的返回类型。也可以显示地指定lambda函数的返回类型。这个需要用到函数返回值后置的功能,比如这个例子：

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

所以总的来说lambda函数的形式就是：[cpp] view
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1. [captures] (params) -> ret {Statments;}  

Lambda函数的用处假设你设计了一个地址簿的类。现在你要提供函数查询这个地址簿，可能根据姓名查询，可能根据地址查询，还有可能两者结合。要是你为这些情况都写个函数，那么你一定就跪了。所以你应该提供一个接口，能方便地让用户自定义自己的查询方式。在这里可以使用lambda函数来实现这个功能。[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. };  

从上面代码可以看到，findMatchingAddressses函数提供的参数是Func类型，这是一个泛型类型。在使用过程中应该传入一个函数，然后分别对地址簿中每一个entry执行这个函数，如果返回值为真那么表明这个entry符合使用者的筛选要求，那么就应该放入结果当中。那么这个Func类型的参数如何传入呢？[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，我们在调用函数的时候直接定义了一个lambda函数。参数类型是

[cpp] view
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1. const string& addr  

返回值是bool类型。 如果用户要使用不同的方式查询的话，只要定义不同的lambda函数就可以了。

Lambda函数中的变量截取在上述例子中，lambda函数使用的都是函数体的参数和它内部的信息，并没有使用外部信息。我们设想这样的一个场景，我们从键盘读入一个名字，然后用lambda函数定义一个匿名函数，在地址簿中查找有没有相同名字的人。那么这个lambda函数势必就要能使用外部block中的变量，所以我们就得使用变量截取功能（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. );  

从上述代码看出，我们的lambda函数已经能使用外部作用域中的变量name了。这个lambda函数一个最大的区别是[]中间加入了&符号。这就告诉了编译器，要进行变量截取。这样lambda函数体就可以使用外部变量。如果不加入任何符号，编译器就不会进行变量截取。

下面是各种变量截取的选项：

• [] 不截取任何变量

• [&} 截取外部作用域中所有变量，并作为引用在函数体中使用

• [=] 截取外部作用域中所有变量，并拷贝一份在函数体中使用

• [=, &foo]   截取外部作用域中所有变量，并拷贝一份在函数体中使用，但是对foo变量使用引用

• [bar]   截取bar变量并且拷贝一份在函数体重使用，同时不截取其他变量

• [this]            截取当前类中的this指针。如果已经使用了&或者=就默认添加此选项。

Lambda函数和STL

lambda函数的引入为STL的使用提供了极大的方便。比如下面这个例子，当你想便利一个vector的时候，原来你得这么写：[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. }  

现在有了lambda函数你就可以这么写

[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. } );  

而且这么写了之后执行效率反而提高了。因为编译器有可能使用”循环展开“来加速执行过程（计算机系统结构课程中学的）。
http://www.nwcpp.org/images/stories/lambda.pdf 这个PPT详细介绍了如何使用lambda表达式和STL 给大家写一个例子:

C++11 的 lambda 表达式规范如下：

[ 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 表达式形式，

• (2) const 类型的 lambda 表达式，该类型的表达式不能改捕获("capture")列表中的值。

• (3)省略了返回值类型的 lambda 表达式，但是该 lambda 表达式的返回类型可以按照下列规则推演出来：

• 如果 lambda 代码块中包含了 return 语句，则该 lambda 表达式的返回类型由 return 语句的返回类型确定。

• 如果没有 return 语句，则类似 void f(...) 函数。

• 省略了参数列表，类似于无参函数 f()。

mutable 修饰符说明 lambda 表达式体内的代码可以修改被捕获的变量，并且可以访问被捕获对象的 non-const 方法。

exception 说明 lambda 表达式是否抛出异常(noexcept)，以及抛出何种异常，类似于void f() throw(X,
Y)。

attribute 用来声明属性。

另外，capture 指定了在可见域范围内 lambda 表达式的代码内可见得外部变量的列表，具体解释如下：

• [a,&b] a变量以值的方式呗捕获，b以引用的方式被捕获。

• [this] 以值的方式捕获 this 指针。

• [&] 以引用的方式捕获所有的外部自动变量。

• [=] 以值的方式捕获所有的外部自动变量。

• [] 不捕获外部的任何变量。

此外，params 指定 lambda 表达式的参数。

一个具体的 C++11 lambda 表达式例子：

#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，相信大家对“C++11中Lambda函数的详细介绍”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是亿速云网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！