​C++ 中的 Lambda​

2024-08-29 02:20
文章标签 c++ lambda

本文主要是介绍​C++ 中的 Lambda​，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

C++11引入了lambda表达式，使得C++程序员能够编写更简洁的回调函数和闭包，

Lambda 表达式用于定义并创建匿名的函数对象，以简化编程工作。

1  语法

[捕获列表] (参数) mutable 或 exception 声明 -> 返回值类型 {函数体}

//计算两个值的和
auto func = [](int a, int b) -> int{return a+b;};
//当返回值的类型是确定时，可以忽略返回值
auto func = [](int a, int b){return a + b;};
//调用
int sum = func(1, 3);

2 语法分析

2.1 捕获列表

Lambda 表达式相当于一个类，那么捕获列表就是传递给这个类的类成员。比如：

class Labmda
{
public:const int test;Labmda(int value):test(value){}
public:int run(int a, int b){return a + b + test;}
}int main()
{int test = 10;auto func = Labmda(test);int sum = func.run(1, 3);
}//使用Lambda 表达式的写法
int main()
{int test = 10;auto func = [test](int a, int b){return a + b + test;};int sum = func(1, 3);
}

捕获列表有以下格式：

版本一：
  • []：默认不捕获任何变量；
  • [=]：Lambda表达式之前的局部变量，包括所在类的this，变量按值方式传递，默认以值捕获所有变量；
  • [&]：Lambda表达式之前的局部变量，包括所在类的this，变量按引用方式传递，默认以引用捕获所有变量；
  • [x]：Lambda表达式之前的局部变量x的值，也可以传入多个值，如[a , b]，仅以值捕获x，其它变量不捕获；
  • [&x]：Lambda表达式之前的局部变量x的引用，仅以引用捕获x，其它变量不捕获；
  • [=, &x]：默认以值捕获所有变量，但是x是例外，通过引用捕获；
  • [&, x]：默认以引用捕获所有变量，但是x是例外，通过值捕获；
  • [this]：Lambda表达式所在类的this，通过引用捕获当前对象（其实是复制指针）；
  • [*this]：通过传值方式捕获当前对象；
版本二：

空：代表不捕获Lambda表达式外的变量；
&：代表以引用传递的方式捕获Lambda表达式外的变量；
=：代表以值传递的方式捕获Lambda表达式外的变量，即以const引用的方式传值；
this：表示Lambda表达式可以使用Lambda表达式所在类的成员变量；
a或=a：表示以值引用的方式传递变量a aa，即const int a,在函数体内不可改变a的值；但是可以对Lambda表达式使用mutable修饰符修饰，使得函数对象参数可以进行赋值，但是该函数对象参数不是被修改为引用传递方式，下面进行细说；
&a：表示以引用传递的方式传递变量a aa，在函数体内可以改变a的值；
x，&y：x为值传递方式，y为引用传值方式；
=，&x，&y：除x，y为引用传递方式以外，其他参数都为值传递方式进行传递；
&，x，y：除x，y为值传递方式以外，其他参数都为引用传递方式进行传递；
 

2.2 关键字声明

关键字声明一般都很少用到，也不建议随便使用，可以忽略不计。

mutable

当捕获列表以值的方式传递时有效，加上此关键字后，可以修改Lambda类成员（带const修饰符）。比如：

int test = 10;
//编译报错，test成员不能修改
auto func = [test](int a, int b){test = 8; return a + b + test;}; 
//编译正常
auto func = [test](int a, int b)mutable {test = 8; return a + b + test;};

这里需要注意的是：Lambda类成员test修改之后，并不会改变外部int test的值。

exception

exception 声明用于指定函数抛出的异常，如抛出整数类型的异常，可以使用 throw(int)

2.3 示例

捕获列表按值传递
int test = 10;
auto func = [=](int a, int b){return a + b + test;};
auto func2 = [test](int a, int b){return a + b + test;};
int sum = func(1, 3); //sum等于14

这里需要注意的是func表达式中test的值只更新到表达式之前：

int test = 10;
auto func = [=](int a, int b){return a + b + test;};
test = 5;
int sum = func(1, 3); //sum还是等于14
捕获列表按引用传递
int test = 10;
auto func = [&](int a, int b){test = 5; return a + b + test;};
auto func2 = [&test](int a, int b){test = 5; return a + b + test;};
int sum = func(1, 3); //sum等于9，test等于5

这里func表达式中test的值就能随时更新：

int test = 10;
auto func = [&](int a, int b){return a + b + test;};
test = 5;
int sum = func(1, 3); //sum等于9，test等于5

例

using camera_output_target_ptr =
    std::unique_ptr<ACameraOutputTarget, void (*)(ACameraOutputTarget*)>; auto target= camera_output_target_ptr{
        [=]() {
            ACameraOutputTarget* target{};
            ACameraOutputTarget_create(
                    window, addressof(target));
            return target;
        }(),
        ACameraOutputTarget_free
    };      camera_output_target_ptr lambda表达式后面为什么要加（）

等价于

ANativeWindow* window, 指针传递

auto create_target = [=]() {  ACameraOutputTarget* target = nullptr;  ACameraOutputTarget_create(window, &target); // 确保使用正确的地址传递  return target;  
};  auto target = camera_output_target_ptr(create_target(), ACameraOutputTarget_free);

3 注意事项

lambda表达式提供了一种定义匿名函数对象的方式，这些对象可以捕获其所在作用域中的变量。Lambda表达式的参数捕获机制允许你选择是按值捕获还是按引用捕获这些变量。这里有一些在使用时需要注意的地方：

3.1 参数捕获方式

  • 按值捕获 ([=])：lambda表达式内部将使用捕获变量的副本。如果捕获的变量在lambda表达式外部被修改，lambda表达式内部使用的是修改前的值。
  • 按引用捕获 ([&])：lambda表达式内部将直接引用捕获的变量。如果捕获的变量在lambda表达式外部被修改，lambda表达式内部将看到这些修改。
  • 明确捕获：你也可以明确指定哪些变量按值捕获，哪些按引用捕获（例如，[&, x] 表示按引用捕获所有变量，但x按值捕获；[=, &y] 表示按值捕获所有变量，但y按引用捕获）。

3.2 注意事项

  • 生命周期问题：如果lambda表达式按引用捕获了一个变量，并且这个lambda表达式在原始变量的生命周期之后被调用，那么这将导致未定义行为（通常是访问悬挂指针或引用）。
  • 修改捕获的变量：如果lambda表达式需要修改捕获的变量（按值捕获的除外），则这些变量必须按引用捕获。但是，这也要求调用者注意lambda表达式的副作用。
  • 性能考虑：按值捕获可能导致不必要的复制或移动操作，特别是当捕获大型对象时。按引用捕获可能更有效率，但需要注意生命周期问题。
  • 闭包：Lambda表达式与其捕获的变量一起形成了一个闭包。闭包中的变量在lambda表达式的作用域之外是不可见的，但lambda表达式可以访问和修改这些变量（取决于捕获方式）。
  • 默认捕获：如果不指定捕获列表（例如，[]），则不会捕获任何外部变量。这可能会导致编译错误，如果lambda表达式内部试图访问外部变量的话。
  • mutable关键字：默认情况下，lambda表达式的捕获列表中的变量在lambda体内是只读的（如果它们是按值捕获的）。如果你需要在lambda体内修改这些变量（即使是按值捕获的），你需要在lambda表达式的参数列表后添加mutable关键字。然而，这通常与按引用捕获一起使用更有意义。

int main() {  int x = 10;  auto lambda = [&]() { x = 20; }; // 按引用捕获，可以修改x  lambda();  std::cout << x << std::endl; // 输出 20  int y = 10;  auto lambda2 = [y]() mutable { y = 20; }; // 错误，y是按值捕获的，不能修改  // lambda2(); // 如果取消注释，将编译失败  // 正确的做法（如果需要修改）  auto lambda3 = [&y]() { y = 20; }; // 按引用捕获y  lambda3();  // 注意：这里的y是main函数中的y的引用，但如果lambda3的作用域超出了main函数，则会导致问题  
}

这篇关于​C++ 中的 Lambda​的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1116570。

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