C++ Lambda表达式的常见用法

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C++ Lambda表达式的常见用法

2024-01-18 00:23| 来源: 网络整理| 查看: 265

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前言

作为C++11的新特性的Lambada表达式本身书写倒不是什么难事,网上找一找也能轻易写出正确地表达式,但是在那些场景下使用以及应该如何使用反而会让很多新手困惑。

Lambda表达式 1 表达式定义

构造一个闭包:一个能够捕获作用域中变量的未命名函数对象。

在操作上,闭包是将函数与环境一起存储的记录。

2 书写规范

主要分成六个部分,其中1,2,3,5,6是需要重点掌握的。

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capture 子句(在 C++ 规范中也称为 lambda 引入器。)参数列表自选。(也称为 lambda 声明符)可变规范自选。异常规范自选。尾随返回类型自选。λ体。 3 书写表达式

书写[] 用于捕获:

3.1 捕获的基本规则 [] - 不捕捉任何变量[&] - 捕获外部作用域中所有变量,并作为引用在函数体内使用 (按引用捕 获)[=] - 捕获外部作用域中所有变量(依赖于编译器,只能捕获不被优化的变量),并作为副本在函数体内使用 (按值捕获) 注:拷贝的副本在匿名函数体内部为const类型.[=, &foo] - 按值捕获外部作用域中所有变量,并按照引用捕获外部变量 foo[bar] - 按值捕获 bar 变量,同时不捕获其他变量[&bar] - 按引用捕获 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 =, 默认添加此选项 3.2 使用的场景

用到函数指针的地方,应该考虑一下这个地方需不需要写Lambada表达式。

类中定义了只使用一次的方法,可以考虑是否需要用到Lambada表达式。

我只需要使用一次

类中进行调用。

好处:

简化代码: 维护代码完整性捕获列表 简化代码解耦。

具体的例子:

01、代码维护上

Lambada类似于函数指针的东西,比如sort函数 自定义排序.

auto compare = [](int a, int b) { return a > b; }; 02、代码解耦

如果某天多了一个条件,那么普通的函数参数列表要跟着改变,但是可以使用用匿名函数进行解耦。

例子:

int lambadaParams() { bool cond1 = false; bool cond2 = false; bool cond3 = true; bool cond4 = true; auto fun = [=](int t) { if (cond1) { cout cout fun(2); } if (true) { fun(3); } } 3.3 细节——需要对捕获的值进行修改

由于捕获的值在函数内部是const类型,直接修改会报错。

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注:拷贝的副本在匿名函数体内部为const类型.

但是可以添加可变规范

int num1 = 2; int num2 = 3; auto fun3 = [=](int a, int b) mutable { int p = num1 + num2; int q = (num1--) + (num2--); }; fun3(1, 2); 3.4 细节——接收返回值时需要注意

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使用 auto 类型说明符声明的变量不能出现在其自身的初始值设定项中。

正确修改:

std::function fun2 = [&fun2](int a) { if (a == 1) return 1; if (a == 2) return 2; else return fun2(a - 1) + fun2(a - 2); }; auto x2 = fun2(5);

运行:

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3.5 细节——不写返回值会报错的情况

虽然一般Lambada可以不写返回值类型。

当编译器无法进行推断出来类型的时候就会报错。

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只需要指明类型就科一了

auto fun1 = []() -> std::initializer_list { return {1, 2, 3, 4, 5}; }; auto x = fun1();

运行:

image-20230317223322867

还有一种情况需要注意的是当返回值多个类型的时候,根据某个条件进行返回不同的类型这个时候也需要指明返回值类型。

3.6 细节——其他

引用捕获有性能代价么?

需要,这种效率比较细微,体现在

=引用捕获只针对不被编译器优化的部分:

只会捕获使用的变量而不是全部变量,编译器优化问题。不过我用的gcc版本问题对a1进行了初始化,因此fun4依然可以捕获到

例如:

int a1, b1, c1; auto fun4 = [=](int num1, int num2) mutable { num1++; num2++; num1 = a1 + num1; }; fun4(0, 1);

完整的实验代码:

#include #include #include #include using namespace std; int main() { vector vec{3, 5, 1, 8, 2, 9, 0}; auto compare = [](int a, int b) { return a > b; }; sort(vec.begin(), vec.end(), compare); auto fun1 = []() -> std::initializer_list { return {1, 2, 3, 4, 5}; }; auto x = fun1(); std::function fun2 = [&fun2](int a) { if (a == 1) return 1; if (a == 2) return 2; else return fun2(a - 1) + fun2(a - 2); }; auto x2 = fun2(5); int num1 = 2; int num2 = 3; auto fun3 = [=](int a, int b) mutable { int p = num1 + num2; int q = (num1--) + (num2--); }; fun3(1, 2); int a1, b1, c1; auto fun4 = [=](int num1, int num2) mutable { num1++; num2++; num1 = a1 + num1; }; fun4(0, 1); return 0; } 总结

Lambda表达式是C++11重要的特性,使得代码变得更加简洁,易于维护,但是同时也可能导致影响性能,因此使用的时候要注意应用场景。

[capture list] (params list) 关键字-> return type {function body}captrue list:捕获外部变量列表(选填)params list:形参列表(可省略)关键字:mutable,exception,attribute(可省略)return type:返回类型(可省略)function body:函数体

其中:

mutable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的对象的non-const方法。

exception说明lambda表达式是否抛出异常以及何种异常。

attribute用来声明属性。

特点:

​ 一次性使用

作用:

总体上:代码完整性局部:闭包是的传参数更容易

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