介紹

lambda表達(dá)式是一種局部類類型，它含有一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，和一個(gè)const成員函數(shù)operator()()。

lambda表達(dá)式除了能做參數(shù)外，還能用于初始化一個(gè)聲明為auto或者std::function<R(LA)>的變量。R是lambda的返回類型，LA是它的類型參數(shù)列表。

組成部件

一個(gè)可能為空的捕獲列表，指明定義環(huán)境中哪些名字能夠被用在lambda表達(dá)式中，以及這些名字是被拷貝還是引用。捕獲列表位于[]中。 補(bǔ)充： 靜態(tài)變量不能也不需要被捕獲。

一個(gè)可選的參數(shù)列表。指明所需要的參數(shù)，位于()中。補(bǔ)充 當(dāng)無(wú)參數(shù)時(shí)，可以省略。

一個(gè)可選的mutable修飾符，當(dāng)需要修改通過(guò)值捕獲的變量的副本時(shí)，位于()之后。

一個(gè)可選的noexcept修飾符，表明無(wú)異常被拋出。位于mutable修飾符之后。

一個(gè)可選的->形式的返回類型聲明，可與decltype一起搭配使用。

一個(gè)表達(dá)式體，指明要執(zhí)行的代碼，位于{}塊中。

實(shí)現(xiàn)模型

對(duì)于lambda表達(dá)式而言，有著很多種表述方法，并且有著多中優(yōu)化途徑。如果把lambda表達(dá)式看成是一種定義并使用函數(shù)對(duì)象的便捷方式，那么便于理解。

假設(shè)有這么一個(gè)例子：

void print_modulo(const vector<int>& v, ostream& os, int m) {for_each(begin(v), end(v),[&os, m](int x) {if (x % m == 0) os << x << '/n';}); }

我們可以將其中的lambda表達(dá)式改寫成一個(gè)函數(shù)對(duì)象：

class Modulo_print {ostream& os;int m; public :Modulo_print(ostream& s, int mm) :os{ s }, m{ mm } {}void operator() (int x) const {if (x % m == 0) os << x << '/n';} };

并且改寫之前的例子：

void print_modulo(const vector<int>& v, ostream& os, int m) {for_each(begin(v), end(v),Modulo_print{os, m}); }

我們把由lambda表達(dá)式生成的函數(shù)對(duì)象稱為閉包對(duì)象 (閉包)。

如果lambda表達(dá)式通過(guò)引用 ([&]) 捕獲它定義環(huán)境中的每一個(gè)局部變量，則其閉包對(duì)象則可以優(yōu)化為簡(jiǎn)單的包含一個(gè)指向外層棧框架的指針。

捕獲

lambda表達(dá)式的主要用途是封裝一部分代碼以便將其用做參數(shù)。

有些lambda表達(dá)式無(wú)需訪問(wèn)它的局部環(huán)境，這樣lambda表達(dá)式使用空引入符 [ ] 定義。

lambda引入符的形式有很多：

[ ]空捕獲列表，在lambda表達(dá)式內(nèi)部無(wú)法使用其外層上下文中的任何局部名字，其數(shù)據(jù)需要從實(shí)參或者非局部變量中獲得。

[&]通過(guò)引用隱式捕獲。所有局部變量通過(guò)引用使用。

[=]通過(guò)值隱式捕獲。所有局部變量通過(guò)拷貝使用，這些副本是在lambda表達(dá)式的調(diào)用點(diǎn)獲得的。

[捕獲列表] 顯式捕獲。通過(guò)引用或者值方式捕獲其局部變量。捕獲列表中可以出現(xiàn)this (通過(guò)值方式捕獲) 和 緊跟…的名字以表示的元素。

[&, 捕獲列表] 對(duì)于出現(xiàn)在捕獲列表中的名字以值方式捕獲，不能以&為名字前綴。捕獲列表可以出現(xiàn)this。

[=, 捕獲列表] 對(duì)于出現(xiàn)在捕獲列表中的名字以引用方式捕獲，必須以&為前綴，捕獲列表中不能出現(xiàn)this。

對(duì)于lambda表達(dá)式來(lái)說(shuō)，當(dāng)把lambda傳遞給另一個(gè)線程時(shí)，用值捕獲更優(yōu)，通過(guò)引用或者指針訪問(wèn)其他線程中的內(nèi)容是一種危險(xiǎn)操作，對(duì)于性能和正確性來(lái)說(shuō)都是如此。

對(duì)于可變模板參數(shù)的捕獲示例：

template <typename...Var> void algo(int s, Var... var) { auto helper = [&s, &var...]{return s * (h1(var...) + h2(var...)); }; }

生命周期

lambda表達(dá)式的生命周期可能比它的被調(diào)用者更長(zhǎng)。當(dāng)我們把lambda表達(dá)式傳遞給另一個(gè)線程或者存在別處以供后續(xù)使用的時(shí)候。
例如：

void setup(Menu& m) { Point p1, p2, p3; m.add("draw a triangle", [&]{m.draw(p1, p2, p3); }); //可能會(huì)發(fā)生程序錯(cuò)誤 }

當(dāng)setup完成之后，我們可能需要畫一個(gè)三角型，此時(shí)lambda表達(dá)式將會(huì)訪問(wèn)一個(gè)已經(jīng)不存在的局部變量。

如果我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)lambda表達(dá)式的生命周期可能比它的調(diào)用者更長(zhǎng)，則我們需要確保所有局部信息都已經(jīng)被拷貝到閉包對(duì)象中去。

m.add("draw a triangle", [=]{m.draw(p1, p2, p3); });

lambda與this

當(dāng)lambda表達(dá)式被用在成員函數(shù)當(dāng)中，我們?cè)鯓尤ピL問(wèn)類成員變量呢？我們通過(guò)捕獲this指針來(lái)訪問(wèn)類成員對(duì)象。
例如:

template <typename T> class Request {typedef typename vector<T>::value_type result;function<result(const vector<T>&)> oper;vector<T> values;result results; public:void execute(){[this] {results = oper(values);};} };

類成員變量是通過(guò)this訪問(wèn)的，在lambda表達(dá)式中[this] 和 [=] 互不兼容，因此一不小心就可能在多線程程序中造成競(jìng)爭(zhēng)條件。

mutable的lambda表達(dá)式

如果希望在lambda表達(dá)式修改函數(shù)對(duì)象的狀態(tài)，即修改通過(guò)值捕獲的變量，則可以使用mutable修飾符：

void algo() {int count = 100;[count]()mutable {return --count;}; }

lambda表達(dá)式與返回類型

lambda表達(dá)式的大多數(shù)規(guī)則都是從類和函數(shù)借鑒過(guò)來(lái)的，然而需要有兩點(diǎn)需要注意：

如果lambda表達(dá)式不需要任何參數(shù)，則參數(shù)列表可以省略。因此lambda表達(dá)式的最簡(jiǎn)形式是[]{}。

lambda表達(dá)式的返回類型可以有其本身推斷得到，而函數(shù)(方法)不行。

如果在一條lambda表達(dá)式的主體部分不包含return語(yǔ)句，則其返回類型為void。
如果lambda表達(dá)式只包含一條return語(yǔ)句，則返回類型是return表達(dá)式的類型。 其他情況，必須顯式定義一個(gè)返回類型。

lambda表達(dá)式的類型

任意兩個(gè)lambda表達(dá)式的類型都不相同，一旦兩個(gè)lambda表達(dá)式的類型相同，則模板實(shí)例化機(jī)制就無(wú)法識(shí)別它們了。

例如：

auto algo = [&algo](char* b, char* a) {swap(*b, *--a); algo(++b, a);};

由于algo的類型并沒(méi)有在使用之前被推斷出來(lái)，因此上面的寫法是錯(cuò)誤的。

使用function包裝器可以存入函數(shù)對(duì)象。就可以保證，在使用之前, algo的類型就已經(jīng)知道了。

function<void (char*b, char*a)> algo = [&](char* b, char* a) {swap(*b, *--a); algo(++b, a);};

如果我們只是想給lambda表達(dá)式起個(gè)名字，而不會(huì)在主體內(nèi)部遞歸的使用它。則：

auto algo = [&](char* b, char* a) {swap(*b, *--a); };

是沒(méi)有問(wèn)題的。

如果lambda表達(dá)式什么也不捕獲，則我們可以把它賦值給一個(gè)指向正確類型的函數(shù)指針。

double (*fun) (double a) = [](double a) {return sqrt(a);};

但行好事， 莫問(wèn)前程！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++——lambda表达式的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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