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C++ lambda表达式

article 2025/3/4 1:43:40

1.lambda表达式

1.1什么是Lambda表达式？

1.2Lambda表达式的语法

1.3捕捉列表

1.4函数对象与lambda表达式

1.lambda表达式

1.1什么是Lambda表达式？

Lambda表达式是C++11标准引入的一种匿名函数，它允许你在需要函数的地方直接编写代码块，而无需定义一个完整的函数。Lambda表达式通常用于简化回调函数、简化STL算法的使用等场景。

1.2Lambda表达式的语法

[capture_list] (parameters) mutable-> return_type {
// function body
}

capture_list：捕获列表，用于指定Lambda表达式可以访问的外部变量。编译器根据[]来
判断接下来的代码是否为lambda函数，捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供lambda
函数使用。
parameters：参数列表，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()一起省略
mutable：默认情况下，lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量
性。使用该修饰符时，参数列表不可省略(即使参数为空)。
return_type：返回值类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回值类型，没有返回
值时此部分可省略。返回值类型明确情况下，也可省略，由编译器对返回类型进行推
导。
function_body：函数体，在该函数体内，除了可以使用其参数外，还可以使用所有捕获
到的变量。

注意：
在lambda函数定义中，参数列表和返回值类型都是可选部分，而捕捉列表和函数体可以为
空。因此C++11中最简单的lambda函数为：[]{};该lambda函数不能做任何事情。

// lambda 匿名函数的对象
int main()
{
    
	auto add1 = [](int x, int y)->int {return x + y; };
	cout << add1(1, 2) << endl;

	auto func1 = []()->int
	{
		cout << "hello world" << endl;
		return 0;
	};

	func1();

	// 返回值类型可自动推导类型，所以可以省略
	// 无参数可以省略
	auto func2 = []
	{
		cout << "hello world" << endl;
		return 0;
	};

	cout << func2() << endl;

	auto func3 = []
	{
		cout << "hello world" << endl;
	};

	func3();

	return 0;
}

lambda表达式实际上可以理解为无名函数，该函数无法直接调用，如果想要直接调用，可借助auto将其赋值给一个变量。

1.3捕捉列表

捕捉列表描述了上下文中那些数据可以被lambda使用，以及使用的方式传值还是传引用。

[var]：表示值传递方式捕捉变量var
[=]：表示值传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this)
[&var]：表示引用传递捕捉变量var
[&]：表示引用传递捕捉所有父作用域中的变量(包括this)
[this]：表示值传递方式捕捉当前的this指针

int main()
{
	// 只能用当前lambda局部域和捕捉的对象和全局对象

	int a = 0, b = 1, c = 2, d = 3;
	// 所有值传值捕捉
	auto func1 = [=]
	{
		int ret = a + b + c + d; // 都捕捉了都能用
		return ret;
	};
	
	// 所有值传引用捕捉
	auto func2 = [&]
	{
        // 传引用捕捉能修改
		a++;
		b++;
		c++;
		d++;
		int ret = a + b + c + d;
		return ret;
	};

	// 混合捕捉
	auto func3 = [&a, b]
	{
        // a能修改，b不能
		a++;
		// b++;
		int ret = a + b;
		return ret;
	};

	// 混合捕捉
	// 所有值以引用方式捕捉，d用传值捕捉
	auto func4 = [&, d]
	{
		a++;
		b++;
		c++;
		//d++;  // d传值捕捉不能修改，其他传引用捕捉都能修改

		int ret = a + b + c + d;
	};

	auto func5 = [=, &d]() mutable // 加了mutable取消了const，传值捕捉的a,b,c都能修改
	{
		a++;
		b++;
		c++;
		d++;
		int ret = a + b + c + d;
	};

	return 0;
}

1.4函数对象与lambda表达式

函数对象（也称为仿函数或functor）是一种重载了函数调用操作符operator()的类。这意味着函数对象可以像普通函数一样被调用。

// 定义一个简单的函数对象
class Add {
public:
    Add(int z)
        :_z(z)
        {}    

	int operator()(int x, int y) const {
		return x + y + _z;
	}
private:
    int _z;
};

int main()
{
    int z = 1;
	// 函数对象
	Add add(1);
	cout << add(2, 3) << endl;

	// lambda表达式
	auto lam = [z](int a, int b)->int
		{
			return a + b + z;
		};
	cout << lam(2 ,3) << endl;

	return 0;
}

从使用方式上来看，函数对象与lambda表达式完全一样。函数对象将z作为其成员变量，在定义对象时给出初始值即可，lambda表达式通过捕获列表可以直接将该变量捕获到。