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
plaincopy
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
auto func = [] () { cout << "Hello world"; };
func(); // now call the function
}
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
auto func = [] () { cout << "Hello world"; };
func(); // now call the function
}
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] viewplaincopy
[] () -> int { return 1; }
plaincopy
[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
plaincopy
#include <string>
#include <vector>
class AddressBook
{
public:
// using a template allows us to ignore the differences between functors, function pointers
// and lambda
template<typename Func>
std::vector<std::string> findMatchingAddresses (Func func)
{
std::vector<std::string> results;
for ( auto itr = _addresses.begin(), end = _addresses.end(); itr != end; ++itr )
{
// call the function passed into findMatchingAddresses and see if it matches
if ( func( *itr ) )
{
results.push_back( *itr );
}
}
return results;
}
private:
std::vector<std::string> _addresses;
};
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
plaincopy
AddressBook global_address_book;
vector<string> findAddressesFromOrgs ()
{
return global_address_book.findMatchingAddresses(
// we're declaring a lambda here; the [] signals the start
[] (const string& addr) { return addr.find( ".org" ) != string::npos; }
);
}
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
plaincopy
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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// read in the name from a user, which we want to search
string name;
cin>> name;
return global_address_book.findMatchingAddresses(
// notice that the lambda function uses the the variable 'name'
[&] (const string& addr) { return name.find( addr ) != string::npos; }
);
// read in the name from a user, which we want to search
string name;
cin>> name;
return global_address_book.findMatchingAddresses(
// notice that the lambda function uses the the variable 'name'
[&] (const string& addr) { return name.find( addr ) != string::npos; }
);
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
plaincopy
vector<int> v;
v.push_back( 1 );
v.push_back( 2 );
//...
for ( auto itr = v.begin(), end = v.end(); itr != end; itr++ )
{
cout << *itr;
}
vector<int> v;
v.push_back( 1 );
v.push_back( 2 );
//...
for ( auto itr = v.begin(), end = v.end(); itr != end; itr++ )
{
cout << *itr;
}
现在有了lambda函数你就可以这么写
[cpp] viewplaincopy
vector<int> v;
v.push_back( 1 );
v.push_back( 2 );
//...
for_each( v.begin(), v.end(), [] (int val)
{
cout << val;
} );
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!