C++11:Lambda表达式(匿名函数)理解
C++在C11標準中引入了匿名函數,即沒有名字的臨時函數,又稱之為lambda表達式.lambda表達式 實質上是創建一個匿名函數/對象。即你可以理解為(Lambda 表達式實際上是一個函數,只是它沒有名字。)
為什么要使用它呢?
因為使用 STL 時,往往會大量用到函數對象,為此要編寫很多函數對象類。有的函數對象類只用來定義了一個對象,而且這個對象也只使用了一次,編寫這樣的函數對象類就有點浪費。而且,定義函數對象類的地方和使用函數對象的地方可能相隔較遠,看到函數對象,想要查看其 operator() 成員函數到底是做什么的也會比較麻煩。
因此對于只使用一次的函數對象類,能否直接在使用它的地方定義呢?Lambda 表達式能夠解決這個問題。使用 Lambda 表達式可以減少程序中函數對象類的數量,使得程序更加優雅。
格式如下:
[caputrue](params)opt->ret{body;};
[函數對象參數] (操作符重載函數參數) mutable 或 exception 聲明 -> 返回值類型 {函數體}//或者Lambda 表達式的定義形式如下:
[外部變量訪問方式說明符] (參數表) -> 返回值類型
{語句塊
}
"外部變量訪問方式說明符"(不可省略)有如下幾種格式:
(1)[]? :表示? 不截取任何變量
(2)[&] :表示? 截取外部作用域中所有變量,并作為引用在函數體中使用
(3)[=]? :表示 截取外部作用域中所有變量,并拷貝一份在函數體中使用
(4)[=, &foo]:表示 ? 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
(5)[bar] :表示? 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
(6)[this]:表示? 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。
常用的[=]或者[&]表示{}中用到的、定義在{}外面的變量在{}中是否允許被改變。[=]的話表示不允許被改變。[&]表示允許被改變(此處&類似于函數傳參引用的形式吧?)當然,在{}中也可以不使用定義在外面的變量。“-> 返回值類型”是可以省略。
2.重載參數列表
調用的時候需要傳遞的參數即參數表(參數可以缺省) 下面調用的時候括號里面的2會賦值給形參x;y用默認值3。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{[](int x, int y=3) {cout <<x=y<<endl;}(2);//最后的(2)傳入的是參數,沒傳入的使用默認return 0;}//程序整個輸出 是 5
3.返回類型(可以自動推導 可以省略)
auto fun = [](int x, int y)->int {cout << x + y << endl; return y;};
對于這里的->int 這個int就是返回值類型,如果有返回值類型需要在前面加上->
直接省略寫成這種格式也可以[](int x,int y){cout<<x+y<<endl;return y;}
4.函數體
lambda表達式的函數體中可以和普通函數一樣寫,可以使用捕獲的參數,寫這個函數實現的具體步驟.
5.函數選項opt?? ?(可以省略)
可以填mutable,exception,attribute
(mutable 表示函數體可以修改捕獲變量的,同時可以訪問捕獲對象的非常屬性成員函數
exception說明lambda表達式是否拋出異常以及何種異常
attribute用來聲明屬性)
補充說明:
按值捕獲的時候,得到的是當前的值,如果想得到實時的值,建議使用引用(引用在函數體內部可以修改外部變量值)例如:
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{auto ptr = []() {cout << "hello" << endl; }; //lambda表達式ptr();//調用函數auto fun = [](int x, int y)->int {cout << x + y << endl; return y;}; //帶參數的lambda表達式// 這里的->后面寫的是返回值類型auto z=fun(3, 4);cout << z << endl;cin.get();return 0;
}
?
PS:對于匿名函數,一般用于傳函數參數,當然也可以直接定義調用。
auto pfun=()[]{cout<<"hello world"<<endl;}//這里使用auto自動判斷類型 其實是函數指針
pfun(); //調用這個函數()括號內可以傳參數
(2)一般常見使用方式是在sort()函數中,作為第三個參數即自定義排序規則。如下:
int a[4] = {11, 2, 33, 4};
sort(a, a+4, [=](int x, int y) -> bool { return x%10 < y%10; } );
for_each(a, a+4, [=](int x) { cout << x << " ";} );
程序第 2 行使得數組 a 按個位數從小到大排序。具體的原理是:sort 在執行過程中,需要判斷兩個元素 x、y 的大小時,會以 x、y 作為參數,調用 Lambda 表達式所代表的函數,并根據返回值來判斷 x、y 的大小。這樣,就不用專門編寫一個函數對象類了。
第 3 行,for_each 的第 3 個參數是一個 Lambda 表達式。for_each 執行過程中會依次以每個元素作為參數調用它,因此每個元素都被輸出。
解讀一下for_each()函數:
// for_each的原型聲明如下:
templateFunction for_each (InputIterator first,InputIterator last, Function fn)//輸出結果11 2 33 4
可以看出for_each()也是一個模板函數,第一個參數為迭代器的開始位置,第二個參數為迭代器的末位,也就是迭代器最后一位的下一位。第三個參數為一個函數指針,或者函數對象。
使用外部變量的Lambda表達式的程序:
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main()
{int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };int total = 0;for_each(a, a + 4, [&](int & x) { total += x; x *= 2; });cout << total << endl; //輸出 10for_each(a, a + 4, [=](int x) { cout << x << " "; });//輸出2 4 6 8return 0;
}
第 8 行,[&]表示該 Lambda 表達式中用到的外部變量 total 是傳引用的,其值可以在表達式執行過程中被改變(如果使用[=],編譯無法通過)。該 Lambda 表達式每次被 for_each 執行時,都將 a 中的一個元素累加到 total 上,然后將該元素加倍。
實際上,“外部變量訪問方式說明符”還可以有更加復雜和靈活的用法。例如:
[=, &x, &y]表示外部變量 x、y 的值可以被修改,其余外部變量不能被修改;[&, x, y]表示除 x、y 以外的外部變量,值都可以被修改。
如下邊程序:
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{ int x = 10,y=20,z=30;auto f1 = [=,&y,&z](int n) {cout <<x << endl;//輸出10y++; z++;return n*n;};cout << f1(10) << endl;//輸出retur n*n即10*10=100cout << y << "," << z << endl;//輸出y=y++=21,z=z++=31
}
第 6 行定義了一個變量 f1,f 1的類型是 auto,表示由編譯器自動判斷其類型(這也是 C++11 的新特性)。本行將一個 Lambda 表達式賦值給 f1,以后就可以通過 f1 來調用該 Lambda 表達式了。
第 11 行通過 f1,以 10 作為參數 n 調用上面的 Lambda 表達式。該 Lambda 表達式指明,對于外部變量 y、z,可以修改其值;對于其他外部變量,例如 x,不能修改其值。因此在該表達式執行時,可以修改外部變量 y、z 的值,但如果出現試圖修改 x 值的語句,就會編譯出錯。
參考:C語言中文網站
總結
以上是生活随笔為你收集整理的C++11:Lambda表达式(匿名函数)理解的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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