C++ lambda表示式

阿新 • • 發佈：2021-11-22

lambda表示式簡介
lambda表示式語法

lambda表示式簡介

lambda表示式是C++11新特性（C++11 特性），用於建立一個可呼叫單元，可理解成匿名行內函數。

可呼叫單元是指什麼？
可呼叫單元通常是指可呼叫物件（或函式）。

可呼叫物件

一個物件或表示式，如果可對其使用可呼叫運算子（"()"），則稱這個物件或表示式為可呼叫物件。

可呼叫物件組成
4種：函式，函式指標，過載了"()"的類，lambda表示式。
本文主要介紹lambda表示式。

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lambda表示式語法

格式

[捕獲列表](引數列表) mutable或exception -> 返回值型別 { 函式體 }

捕獲列表

捕獲列表可以為空，但"[]"不可用省略，用來標識一個lambda表示式開始。
lambda要訪問所在函式的區域性變數時，必須先捕獲。2種區域性變數捕獲方式：

值捕獲：建立lambda表示式時，拷貝所在函式的區域性變數的值。
引用捕獲：建立lambda表示式時，獲取變數的引用。需要確保lambda使用變數時，變數對應物件存在。

注意：值捕獲是發生在lambda建立時，而非呼叫時。

// 值捕獲拷貝變數，發生在lambda建立時
void func1()
{
	size_t v1 = 10;
	auto a = [v1]()->int { return v1; }; // 值捕獲v1 = 10
	v1 = 0;
	auto b = a(); // lambda呼叫時，不會改變捕獲值，因此b為10
}

// 引用捕獲獲取變數引用
void func2()
{
	size_t v1 = 10;
	auto a = [&v1]()->int { return v1; }; // 引用捕獲v1
	v1 = 0;
	auto b = a(); // b為0
}

隱式捕獲

捕獲列表中寫“&”，告訴編譯器採用引用捕獲方式；寫“=”，告訴編譯器採用值捕獲方式。如果有個別局部變數不需要用統一的捕獲方式，可以專門指出其捕獲方式，然後用逗號方式分隔不同捕獲。

string v1 = "abc";
string v2 = "123465";
string v3 = "qwert";

auto f1 = [&](const string& s)->{ cout << v1.size() + s.size() << endl; }; // 引用捕獲
auto f2 = [=](const string& s)->{ cout << v2.size() + s.size() << endl; }; // 值捕獲
auto f3 = [=, &v1](const string& s)->{ cout << v2.size() + s.size() << endl; }; // 引用捕獲v1, 其餘都是值捕獲
auto f4 = [&, v2, v3](const string& s)->{ cout << v2.size() + s.size() << endl; }; // 值捕獲v2, v3, 其餘都是引用捕獲
f1("test1");
f2("test2");
f3("test3");

引數列表

引數列表可以為空，但"()"不可用省略。類似於函式定義。

mutable關鍵字

mutable對於const函式作用
const成員函式中，通常不能修改non-static資料成員。如果要修改，需要將資料成員宣告為mutable，表示該變數可變，不再有constness（常量性）約束。
具體可參見Effective C++ 條款03：儘可能使用const。
mutable對於lambda作用
在lambda表示式中，mutable有類似效果，預設不能修改值捕獲的變數。
當lambda要修改值捕獲的變數時，必須新增mutable宣告。

void fcn()
{
	size_t v1 = 10;
	auto f = [v1]() mutable { return ++v1; }; // 加上mutable才能修改值捕獲的v1
	// <=> auto f = [v1]() mutable -> int { return ++v1; }; 
	v1 = 0;
	auto j = f(); // j 為11
}

指定lambda返回型別

預設情況下，
1）如果lambda函式體只包含單一return語句，可以省略lambda返回型別（編譯器自動推斷返回型別）。
2）如果包含return之外的任何語句，編譯器假定此lambda返回void。

簡單來說，如果編譯器無法推斷lambda返回型別，就需要尾置返回型別，不可省略。

例，

vector<int> vec;
... // vec插入資料
	
// OK, 單一return語句, 編譯器能推斷出lambda的返回型別
transform(vec.begin(), vec.end(), vec.begin(), [](int i) { return i < 0 ? -i : i; }); 

// 錯誤, 不能推斷lambda的返回型別
transform(vec.begin(), vec.end(), vec.begin(), [](int i) -> int { 
	/* 非單一return語句 */
	if (i < 0) return -i; 
	else return i;
});