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C++|C++ - Lambda表达式

c++算法

一 初识Lambda表达式
代码示例：

#include 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：
Lambda表达式：[capture](parameters) mutable ->return-type{statement}
1.[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;
2.(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;
3.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）;
4.->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;
5.{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：
1.[var]表示值传递方式捕捉变量var；
2.[=]表示值传递方式捕捉所有父作用域的变量（包括this）；
3.[&var]表示引用传递捕捉变量var；
4.[&]表示引用传递方式捕捉所有父作用域的变量（包括this）；
5.[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：
1.[=,&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;
2.[&,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：
3.[=,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;
4.[&,&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。

二 Lambda的使用
使用Lambda表达式与不使用Lambda表达式的区别：
代码示例：不使用Lambda表达式
#include using namespace std; typedef enum { add = 0, sub, mul, divi }type; class Calc { public: Calc(int x, int y):m_x(x), m_y(y){} int operator()(type i) { switch (i) { case add: return m_x + m_y; case sub: return m_x - m_y; case mul: return m_x * m_y; case divi: return m_x / m_y; } } private: int m_x; int m_y; }; int main() { Calc addObj(10, 20); cout<

代码示例：使用Lambda表达式
#include 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<

显而易见的效果，代码简单了。

三 按值捕获和按引用捕获
按值捕获和按引用捕获的用法通过下面这个例子来看一下。
代码示例：
#include using namespace std; int main() { int a = 5; auto f1 = [=]{return a+1; }; //按值捕获a auto f2 = [&]{return a+1; }; //按引用捕获a cout << f1() << endl; cout << f2()<< endl; a++; cout << f1() << endl; cout << f2() << endl; return 0; }

结果：
6
6
6
7
先看第一次f1和f2的输出，都是6，这没有什么问题。再执行a++,输出f1和f2，f2的结果是7 也没有问题，为什么f1还是输出6呢？答案就是按值捕获可以理解为一旦lambda按值捕获某个变量相当于在表达式内部已经生成了一个被捕获变量的副本，而lambda表达式使用的就是这个副本，原本的变量再怎么变化都不会影响到副本的值，所以f1 lambda表达式中的值一直都是捕获时a 的值 也就是5，后续a++的操作和f1表达式没有关系。简单可以理解为f1表达式赋值了一个和a同名的const变量。从这我们也可以得出一个结论：
如果希望lambda函数在调用时访问的外部变量是最新的，我们就需要使用按引用捕获。

下面可以看一下这个例子：
#include using namespace std; int main() { int a = 5; auto f = [=]{return a*=5; }; //按值捕获a cout << f() << endl; return 0; }

运行程序，有如下编译报错.。
提示a是一个只读的，不允许修改，这就验证上面例子中说明的按值捕获实际上是lambda拷贝了一个与被捕获变量同名的const 副本并进行操作。
如果实在需要改变lambda中的值，这时就需要使用上文提到过的选项mutable。
默认情况下，lambda函数是一个const函数，而mutable也可以取消常量性。例如有如下代码：
#include using namespace std; int main() { int a = 5; auto f = [=]()mutable{return a*=5; }; //取消常量性 cout << f() << endl; return 0; }

结果：
【C++|C++ - Lambda表达式】25

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