C++ lambda表达式

2022-09-24 本文已影响0人拂去尘世尘

lambda表达式

一、开篇
二、lambda初识
三、lambda基本用法
四、lambda表达式捕获列表
五、总结
六、参考

一、开篇

lambda表达式是C++11引进的一个新特性，其写法比较新颖，经常被一些"老鸟"用到C++的日常开发中，看的"菜鸟"一脸懵逼。

初看lambda表达式，语法怪异，感觉就是用来炫技的奇技淫巧。研究一番后，发现这语法"真香"!

二、lambda初识

第一次见lambda表达式，是在组长的代码里看到的，当时给我人都看傻了，这是什么F*** 用法？然后，询问才知道是C++11的lambda表达式，就有了这篇文章。

lambda表达式可以理解为匿名函数，具备传参、执行函数体和返回值。其与常规函数不同的是: lambda表达式可以作为另一个函数的参数，等价于指向具体函数的函数指针。

lambda表达式有如下优点:

声明式编程风格：就地匿名定义目标函数或函数对象，不需要额外写一个命名函数或者函数对象。以更直接的方式去写程序，好的可读性和可维护性。
简洁：不需要额外再写一个函数或者函数对象，避免了代码膨胀和功能分散，让开发者更加集中精力在手边的问题，同时也获取了更高的生产率。
在需要的时间和地点实现功能闭包，使程序更灵活。

三、lambda基本用法

lambda 表达式定义了一个匿名函数，并且可以捕获一定范围内的变量。lambda 表达式的语法形式可简单归纳如下：

[ capture ] ( params ) opt -> ret { body; };

其中 capture 是捕获列表，params 是参数表，opt 是函数选项，ret 是返回值类型，body是函数体。

一个简单完整的lambda表达式:

{  // 函数体
    auto f1 = [](int a) -> int { return a; };
    std::cout << f(5) << std::endl; // 打印 5
}

此代码定义了一个功能闭包，用来将输入的5返回。

上述的lambda表达式返回值很明显，可以省略返回值类型，通过auto推导。因此，上述表达式还可以简化为:

{  // 函数体
    auto f1 = [](int a) { return a; };
    std::cout << f(5) << std::endl; // 打印 5
}

auto修饰变量时，编译器根据 return 语句自动推导出返回值类型。

四、lambda表达式捕获列表

初看此部分搞不清楚什么意思。简单理解就是lambda表达式不能直接引用外部的变量(无论局部还是全局)，需要通过自身捕获列表决定引用外部成员的范围和方式。

从 一、lambda基本用法了解了捕获列表的形式，在上节示例中捕获列表都是空的。其内部有如下形式:

[] 不捕获任何变量
[&] 捕获外部作用域中所有变量，并作为引用在函数体中使用（按引用捕获），可修改变量
[=] 捕获外部作用域中所有变量，并作为副本在函数体中使用（按值捕获），不可修改变量
[=，&foo] 按值捕获外部作用域中所有变量，并按引用捕获 foo 变量，foo可修改
[bar] 按值捕获 bar 变量，同时不捕获其他变量
[this] 捕获当前类中的 this 指针，让 lambda 表达式拥有和当前类成员函数同样的访问权限。如果已经使用了 & 或者 =，就默认添加此选项。捕获 this 的目的是可以在 lamda 中使用当前类的成员函数和成员变量

用法如下:

int main(int argc, char *argv[])
{
    char a;
    int val1 = 10, val2 = 20;
    char cstr[] = "hello world";
    std::string sstr = "string";

    do {
        LOG("Input: ");
        scanf("%c", &a);
        getchar();

        switch(a)
        {
            case 'h':
                usage();
            break;

            case 'a':
            {
                /* 使用auto获取返回值时, -> int 可忽略 */
                auto f1 = [](int a) -> int {
                    return a;
                };

                LOG("f1 return %d.\n", f1(5));
            }
            break;

            case 'b':
            {
                /* 允许修改捕获的变量 */
                auto f2 = [&]() {
                    LOG("val1: %d, cstr: %s.\n", ++val1, cstr);
                };

                f2();
            }
            break;

            case 'c':
            {
                /* 仅支持读, 不允许修改捕获的变量 */
                auto f3 = [=]() {
                    LOG("val1: %d, cstr: %s.\n", val1, cstr);
                    return "case 3";
                };

                cout << f3() << endl;
            }
            break;

            case 'd':
            {
                auto f4 = [=, &val1]() {
                    LOG("case %c, sstr: %s, val1: %d.\n", a, sstr.c_str(), ++val1);
                };

                f4();
            }
            break;

            case 'e':
            {
                auto f5 = [&val2]() {
                    LOG("val2: %d.\n", val2);
                };

                f5();
            }
            break;

            case 'f':
            {
                auto f6 = [](const char *name) {
                    LOG("param: %s.\n", name);
                };

                f6("f6");
            }
            break;

            case 'g':
            {
                std::thread th1 ([]() {
                    LOG("Hello world.\n");
                });

                th1.join();
            }
            break;

            default:
                LOG("No this option!\n");
            break;
        }
    } while (a != 'q');

    return 0;
}

五、总结

lambda表达式作用类似于函数指针，其配合STL函数库，可谓神器，简便又好用！
lambda函数是可以被复用的，类似于变量的使用。
lambda表达式对于熟悉的人很友好，对于不熟悉的程序员可就相当纳闷。因此，lambda虽好，也要在合适的地方使用。通常类似于callback这种关系比较紧密的函数关系或者函数体较短且不复用的函数，推荐使用lambda表达式。
切记，lambda表达式不应该成为炫技的手段，而是为了代码简洁、结构清晰才使用。如果通篇都使用lambda表达式，也是一种"灾难"！

六、参考

http://c.biancheng.net/view/3741.html