??歡迎來到C++專欄~~ lambda 表達(dá)式
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一. 概念
自 C++11 開始，C++ 有三種方式可以像函數(shù)使用的對(duì)象 / 類型：
函數(shù)指針
仿函數(shù)
Lambda 表達(dá)式
此處要注意：greater后面的括號(hào)是什么時(shí)候要加上？（容易混淆）
- 首先我們要清楚，傳的是對(duì)象還是類型：傳的是對(duì)象就要加（），如果是類型就不用
言歸正傳，lambda 表達(dá)式本質(zhì)上就是一個(gè)匿名函數(shù)
這里舉個(gè)例子：
struct Items
{
string _name; //名字
double _price; //價(jià)格
int _num; //數(shù)量
};
如果要對(duì)若干對(duì)象分別按照價(jià)格和數(shù)量進(jìn)行升序、降序排序
可以使用 sort 函數(shù)，但由于這里待排序的元素為自定義類，如果想按照我們的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，只能通過仿函數(shù)來實(shí)現(xiàn)了，那豈不是要實(shí)現(xiàn)6個(gè)仿函數(shù)？
有點(diǎn)麻煩了
struct ComparePriceLess//價(jià)格降序
{
bool operator()(const Goods& g1, const Goods& g2)
{
return g1._price < g2._price;
}
};
struct ComparePriceGreater//價(jià)格升序
{
bool operator()(const Goods& g1, const Goods& g2)
{
return g1._price > g2._price;
}
};
int main()
{
vector<Goods> v = { { "蘋果", 2.1, 300 }, { "香蕉", 3.3, 100 }, { "橙子", 2.2, 1000 }, { "菠蘿", 1.5, 1 } };
sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceLess()); //價(jià)格升序
sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceGreater()); //價(jià)格降序
return 0;
}
為此lambda 表達(dá)式就橫空出世了
二. 語法
lambda 表達(dá)式定義：
[capture-list] (parameters) mutable -> return-type { statement }
表達(dá)式各部分說明：
-
[capture-list]: 捕捉列表，該列表總是出現(xiàn)在lambda函數(shù)的開始位置，編譯器根據(jù)[]來判斷接下來的代碼是否為lambda函數(shù)，捕捉列表能夠捕捉上下文中的變量供lambda函數(shù)使用 -
(parameters)：參數(shù)列表。與普通函數(shù)的參數(shù)列表一致，如果不需要參數(shù)傳遞，則可以連同()一起省略（無參可以省略） -
mutable：默認(rèn)情況下，lambda函數(shù)總是一個(gè)const函數(shù)，mutable可以取消其常量
性。使用該修飾符時(shí)，參數(shù)列表不可省略(即使參數(shù)為空) -
->returntype：返回值類型。用追蹤返回類型形式聲明函數(shù)的返回值類型，沒有返回值時(shí)此部分可省略。返回值類型明確情況下，也可省略，由編譯器對(duì)返回類型進(jìn)行推導(dǎo) -
{statement}：函數(shù)體。在該函數(shù)體內(nèi)，除了可以使用其參數(shù)外，還可以使用所有捕獲到的變量
除了捕獲列表，Lambda表達(dá)式的其它地方其實(shí)和普通的函數(shù)基本一樣，lambda 參數(shù)列表和返回值類型都是可有可無的，但捕捉列表和函數(shù)體是不可省略的，因此最簡(jiǎn)單的lambda函數(shù)如下：
int main()
{
[]{}; //最簡(jiǎn)單的lambda表達(dá)式
return 0;
}
再舉個(gè)函數(shù)相加的例子：
int main()
{
//兩個(gè)函數(shù)相加
auto add1 = [] (int a, int b)->int{return a + b; };
cout << add1(1, 2) << endl;
//省略返回值
auto add2 = [](int a, int b){return a + b; };
cout << add1(1, 2) << endl;
return 0;
}
如果我們要不傳參數(shù)，該怎么樣實(shí)現(xiàn)呢？
三. 捕獲方式
Lambda 表達(dá)式最基本的兩種捕獲方式是：按值捕獲和按引用捕獲
-
[var]：值傳遞捕捉變量var -
[=]：值傳遞捕獲所有父作用域中的變量（成員函數(shù)包括this指針） -
[&var]：引用傳遞捕捉變量var -
[&]：引用傳遞捕捉所有父作用域中的變量（成員函數(shù)包括this指針）
注意：
- 1??父作用域要包含lambda函數(shù)語句（一般指的是當(dāng)前所在的函數(shù)（棧幀））
- 2??語法上捕捉可由多個(gè)捕捉項(xiàng)組成，并以逗號(hào)分割（就是可以混合著來）
//混合捕捉：a是引用捕捉，其他都是傳值捕捉
auto f1 = [=, &a]() {
cout << a << b << c << d << e << endl;
};
f1();
- 3??捕捉列表不允許變量重復(fù)傳遞，否則就會(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤
- 4??在塊作用域以外的lambda函數(shù)捕捉列表必須為空
- 5??在塊作用域中的lambda函數(shù)僅能捕捉父作用域中局部變量，捕捉任何非此作用域或者非局部變量都 會(huì)導(dǎo)致編譯報(bào)錯(cuò)。
來個(gè)例題：此處的f可以++嗎？
int f = 0;
int main()
{
int a, b, c, d, e;
a = b = c = d = e = 1;
//混合捕捉：a是引用捕捉，其他都是傳值捕捉
auto f1 = [=, &a]() {
f++;
cout << a << b << c << d << e << endl;
};
f1();
return 0;
}
f為什么可以呢？
- 因?yàn)?code>f是全局變量不存在于棧幀里，存在于靜態(tài)區(qū)，哪個(gè)位置都可以用它！
復(fù)習(xí)一下：
對(duì)象的作用域和存儲(chǔ)區(qū)域要分清楚：
- 生命周期是和存儲(chǔ)的區(qū)域有關(guān)系
- 作用域（編譯器編譯，用的地方能否找到） 局部 —> 全局
??相互賦值
lambda表達(dá)式之間不能相互賦值，就算是兩個(gè)一模一樣的也不行
lambda 表達(dá)式會(huì)被處理為函數(shù)對(duì)象，該函數(shù)對(duì)象對(duì)應(yīng)的類名叫做<lambda_uuid>
類名中的uuid叫做通用唯一識(shí)別碼，簡(jiǎn)單來說就是通過算法生成的一串字符串，它具有隨機(jī)性和不重復(fù)性，保證在當(dāng)前程序中每次生成不同的 uuid，因?yàn)?lambda 表達(dá)式底層的類名包含 uuid，這就保證了每個(gè) lambda 表達(dá)式底層類名都是唯一的！
void (*PF)();
int main()
{
auto f1 = []{cout << "hello world" << endl; };
auto f2 = []{cout << "hello world" << endl; };
f1 = f2; // 編譯失敗--->提示找不到operator=()
//實(shí)例化后的兩個(gè)lambda類型，類型不一樣
auto f3(f2);
f3();
// 可以將lambda表達(dá)式賦值給相同類型的函數(shù)指針
PF = f2;
PF();
return 0;
}
但是lambda表達(dá)式賦值給相同類型的函數(shù)指針
就是在我們看來是一樣的，但是其底層大有不同！
四. 底層實(shí)現(xiàn)
實(shí)際在底層編譯器對(duì)于lambda表達(dá)式的處理方式，完全就是按照函數(shù)對(duì)象的方式處理的，就是對(duì)（）進(jìn)行了重載
class Add
{
public:
Add(int base)
:_base(base)
{}
int operator()(int num)
{
return _base + num;
}
private:
int _base;
};
int main()
{
int base = 1;
//函數(shù)對(duì)象
Add add1(base);
add1(1000);
//lambda表達(dá)式
auto add2 = [base](int num)->int
{
return base + num;
};
add2(1000);
return 0;
}
對(duì)反匯編進(jìn)行觀察：
當(dāng)創(chuàng)建add對(duì)象的時(shí)候是構(gòu)造函數(shù)，使用add對(duì)象的時(shí)候就是會(huì)調(diào)用 Add 類的 () 運(yùn)算符重載函數(shù)
lambda 表達(dá)式同樣如此：會(huì)調(diào)用 <lambda_uuid> 類的構(gòu)造函數(shù)，在使用add2對(duì)象時(shí)，會(huì)調(diào)用<lambda_uuid>類的 ()運(yùn)算符重載函數(shù)
其本質(zhì)就是：lambda表達(dá)式在底層被轉(zhuǎn)換成了仿函數(shù)
當(dāng)我們定義一個(gè)lambda表達(dá)式后，編譯器會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)類，在該類中對(duì) () 運(yùn)算符進(jìn)行重載，實(shí)際 lambda 函數(shù)體的實(shí)現(xiàn)就是這個(gè)仿函數(shù) operator() 的實(shí)現(xiàn)，在調(diào)用 lambda 表達(dá)式時(shí)，參數(shù)列表和捕獲列表的參數(shù)，最終都傳遞給了仿函數(shù)的 operator()
五. mutable（作用不大）
在實(shí)際使用中，比如實(shí)現(xiàn)一個(gè)交換函數(shù)，我們用 lambda 表達(dá)式實(shí)現(xiàn)：
int main()
{
auto swap2 = [x, y]()
{
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;
};
swap2();
return 0;
}
這里我們發(fā)現(xiàn)是傳值傳參！果然編譯不通過，因?yàn)閭髦挡东@到的變量默認(rèn)是不可修改的（const）：
如果要取消其常量屬性，就需要在 lambda 表達(dá)式中加上 mutable 像這樣：
auto swap2 = [x, y]() mutable //改變的是形參，實(shí)參無影響，所以沒用
{
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;
};
但是捕捉列表是傳值捕捉過來的，不影響外面的實(shí)參；所以這種方法無法完成交換功能
文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-809187.html
??寫在最后
文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-809187.html
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