C++中的Lambda表达式

转载自http://www.jellythink.com/archives/668

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
int a = 1;
int b = 2;

auto func = [=, &b](int c)->int {return b += a + c;};
return 0;
}

基本语法

简单来说，Lambda函数也就是一个函数，它的语法定义如下：

[capture](parameters) mutable ->return-type{statement}

[capture]：捕捉列表。捕捉列表总是出现在Lambda函数的开始处。实际上，[]是Lambda引出符。编译器根据该引出符判断接下来的代码是否是Lambda函数。捕捉列表能够捕捉上下文中的变量以供Lambda函数使用;

(parameters)：参数列表。与普通函数的参数列表一致。如果不需要参数传递，则可以连同括号“()”一起省略;

mutable：mutable修饰符。默认情况下，Lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。在使用该修饰符时，参数列表不可省略（即使参数为空）;

->return-type：返回类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回类型。我们可以在不需要返回值的时候也可以连同符号”->”一起省略。此外，在返回类型明确的情况下，也可以省略该部分，让编译器对返回类型进行推导;

{statement}：函数体。内容与普通函数一样，不过除了可以使用参数之外，还可以使用所有捕获的变量。

与普通函数最大的区别是，除了可以使用参数以外，Lambda函数还可以通过捕获列表访问一些上下文中的数据。具体地，捕捉列表描述了上下文中哪些数据可以被Lambda使用，以及使用方式（以值传递的方式或引用传递的方式）。语法上，在“[]”包括起来的是捕捉列表，捕捉列表由多个捕捉项组成，并以逗号分隔。捕捉列表有以下几种形式：

[var]表示值传递方式捕捉变量var；

[=]表示值传递方式捕捉所有父作用域的变量（包括this）；

[&var]表示引用传递捕捉变量var；

[&]表示引用传递方式捕捉所有父作用域的变量（包括this）；

[this]表示值传递方式捕捉当前的this指针。

上面提到了一个父作用域，也就是包含Lambda函数的语句块，说通俗点就是包含Lambda的“{}”代码块。上面的捕捉列表还可以进行组合，例如：

[=,&a,&b]表示以引用传递的方式捕捉变量a和b，以值传递方式捕捉其它所有变量;

[&,a,this]表示以值传递的方式捕捉变量a和this，引用传递方式捕捉其它所有变量。

不过值得注意的是，捕捉列表不允许变量重复传递。下面一些例子就是典型的重复，会导致编译时期的错误。例如：

[=,a]这里已经以值传递方式捕捉了所有变量，但是重复捕捉a了，会报错的;

[&,&this]这里&已经以引用传递方式捕捉了所有变量，再捕捉this也是一种重复。

#include<iostream>
using namespace std;

typedef enum
{
add = 0,
sub,
mul,
divi
}type;

int main()
{
int a = 10;
int b = 20;

auto func = [=](type i)->int {
switch (i)
{
case add:
return a + b;
case sub:
return a - b;
case mul:
return a * b;
case divi:
return a / b;
}
};

cout<<func(add)<<endl;
}

关于Lambda那些奇葩的东西

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
int j = 10;
auto by_val_lambda = [=]{ return j + 1; };
auto by_ref_lambda = [&]{ return j + 1; };
cout<<"by_val_lambda: "<<by_val_lambda()<<endl;
cout<<"by_ref_lambda: "<<by_ref_lambda()<<endl;

++j;
cout<<"by_val_lambda: "<<by_val_lambda()<<endl;
cout<<"by_ref_lambda: "<<by_ref_lambda()<<endl;

return 0;
}

程序输出结果如下：

by_val_lambda: 11
by_ref_lambda: 11
by_val_lambda: 11
by_ref_lambda: 12

在by_val_lambda中，j被视为一个常量，一旦初始化后不会再改变

再来一段更晕的代码：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
int val = 0;
// auto const_val_lambda = [=](){ val = 3; }; wrong!!!

auto mutable_val_lambda = [=]() mutable{ val = 3; };
mutable_val_lambda();
cout<<val<<endl; // 0

auto const_ref_lambda = [&]() { val = 4; };
const_ref_lambda();
cout<<val<<endl; // 4

auto mutable_ref_lambda = [&]() mutable{ val = 5; };
mutable_ref_lambda();
cout<<val<<endl; // 5

return 0;
}

这段代码主要是用来理解Lambda表达式中的mutable关键字的。默认情况下，Lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。