淺析C++11新特性的Lambda表達式

高洛峰
發布: 2017-01-23 13:44:16
原創
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lambda簡介

熟悉Python的程式設計師應該對lambda不陌生。簡單來說,lambda就是一個匿名的可呼叫程式碼區塊。在C++11新標準中,lambda具有以下格式:

[capture list] (parameter list) -> return type { function body }
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可以看到,他有四個組成部分:

    1.capture list: 捕獲清單

🠎275325號:


    3.return type: 回傳類型


    4.function body: 執行碼


其中,參數清單與回傳類型可以忽略。

下面,具體看幾個簡單的例子:

auto f1 = [] { return 1; };
auto f2 = [] () { return 2; };
cout<<f1()<<&#39;\t&#39;<<f2()<<endl;
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捕獲列表

lambda中的捕獲列表既可以捕獲值,也可以捕獲引用。

捕獲值:

int test_data[] = {1, 5, 9, 7, 3, 19, 13, 17};
int border = 8;
auto f3 = [border](const int &i){ if(i > border) cout<<i<<&#39;\t&#39;; };
for_each(begin(test_data), end(test_data), f3);
cout<<endl;
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捕獲引用:

auto f4 = [&border](const int &i){ if(i > border) cout<<i<<&#39;\t&#39;; };
border = 6;
for_each(begin(test_data), end(test_data), f4);
cout<<endl;
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透過輸出可以看出,lambda中起作用的border是修改後的6,證實了捕獲的確是引用。


需要注意的是,在捕獲引用時,需要保證當lambda被呼叫時,此引用仍然有效。

擷取清單也可以採用隱式擷取的方式,也就是讓編譯器透過lambda的執行程式碼來判斷需要擷取哪些局部變數。

隱式捕獲可以捕獲值、引用或兩者混合:

char space = &#39; &#39;;
auto f5 = [=](const int &i){ if(i > border) cout<<i<<&#39;\t&#39;; };
auto f6 = [&](const int &i){ if(i > border) cout<<i<<&#39;\t&#39;; };
auto f7 = [&, space](const int &i){ if(i > border) cout<<i<<space; };
border = 0;
for_each(begin(test_data), end(test_data), f5);
cout<<endl;
for_each(begin(test_data), end(test_data), f6);
cout<<endl;
for_each(begin(test_data), end(test_data), f7);
cout<<endl;
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這裡的f7使用的混合形式,可以讀作「除了space捕獲值之外,其他變數均捕獲引用」。

可變lambda

當lambda需要在其中修改被值捕獲的變數的值時,需要為lambda加上mutable關鍵字。否則會有編譯錯誤。

auto f8 = [&, space](const int &i) mutable { if(i > border) {cout<<i<<space; space=&#39;\t&#39;;} };
for_each(begin(test_data), end(test_data), f8);
cout<<endl;
cout<<1<<space<<2<<endl;
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從輸出中可以看出,space在lambda f8中的值,在第一次調用之後,就被變成了製表符Tab;但是在lambda之外,space仍然是空格。

回傳類型

lambda的回傳類型採用尾置回傳類型的方式。一般的:

    1.lambda如果只包含return語句,則編譯器可以推斷其返回類型,此時可以不顯示指定返回類型;


    2.否則,編譯器假定lambda返回void,而返回

    2.否則,編譯器假定lambda返回void,而返回

的函數不可以反悔任何具體值,這在大多數情況下是個矛盾,因此需要顯示指定回傳類型。

但是,經過實際測試,目前的g++編譯器更聰明了:對於第2點,目前只要編譯器可以從lambda函數體中推斷出函數的回傳類型,就不需要明確指定回傳類型,例如:

auto f9 = [](const int i){if(i % 3) return i * 3; else return i;};
transform(begin(test_data), end(test_data), begin(test_data), f9);
border = 0;
for_each(begin(test_data), end(test_data), f6);
cout<<endl;
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lambda程式碼區塊中有多個return語句,而且還有if/else語句,但是編譯器可以根據return語句推斷出,其回傳值應該是一個int類型,所以可以省略尾置回傳類型。

但是,像下面這種形式,由於編譯器在推斷回傳類型時發現了不一致,所以必須明確的指定回傳類型:

auto f10 = [](const int i) -> double
{if(i % 5) return i * 5.0; else return i;};
transform(begin(test_data), end(test_data), begin(test_data), f10);
for_each(begin(test_data), end(test_data), f6);
cout<<endl;
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總結

    1.lambda表達式形式: [capture list] (parameter list) -> return type { function body },其中parameter list和return type可以省略。

    2.捕獲清單可以捕獲值[val],也可以捕獲引用[&ref]。

    3.捕獲列表還可以隱式捕獲局部變量,同樣有捕獲值[=]和捕獲引用[&]兩種方式,初次之外還可以混合捕獲[&, val]或[=, &ref] 。

    4.當lambda需要修改捕獲的值時,需要加上mutable關鍵字。

    4.當lambda無法自動推斷出回傳值類型時,需要透過尾置回傳類型的方式顯示指定。

以上就是C++11新特性之Lambda表達式的全部內容,希望本文對大家學習C++有所幫助。

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