C++11特性——lambda表达式

绝地灬酷狼 2023-09-28 12:42 18阅读 0赞

#### 前言 ####

第一次接触lambda表达式还是在做leetcode的时候，有一种场景使用lambda表达式特方便，代码如下：

static bool cmp() {
        
    ...
    }
    void function() {
        
    	...
          sort(A.begin(),A.end(),cmp);
    ...
    }

使用STL的sort()时，要自定义排序方法。这个时候如果排序策略中要使用function()函数中的局部变量就会特别麻烦。而使用lambda表达式就可以直接进行参数传递。当然这只是lambda表达式的冰山一角，这篇文章会更详细的介绍一下，希望这篇文章能够说明白几个问题：  
  1.lambda表达式是什么以及如何使用？  
  2.lambda表达式使用时的一些原理。

因为笔者常用C++，所以就使用C++作为举例的语言啦~

#### 1.什么是lambda表达式？ ####

lambda表达式可理解为匿名的内联函数，内联函数就是在声明时直接进行定义了，一般有限制条件，要求函数体比较短。匿名的含义就是不需要专门为lambda表达式专门写一个函数名。

lambda函数主要有三个优点：  
  1）方便，可以随手定义短小精悍的函数。定义距离近  
  2）不用想函数名  
  3）定义立即执行，调用速度快，没有中间一些开销

#### 2.如何使用lambda表达式？ ####

先来看看lambda表达式的语法：\[capture list\](parameter list)->return type\{function body\}  
  主要有四部分，各部分详细定义如下：  
  capture list：捕获列表，lambda所在函数中定义的局部变量列表  
  parameter list：参数列表  
  return type：函数返回类型  
  function body：函数体  
  与常规函数相比，参数列表，返回类型，函数体都是比较熟悉了。那什么是捕获列表呢？这个稍后再提。注意返回类型的位置，不是在开头，这个源于lambda表达式使用尾置返回类型。

再举个实例(这个全都有)：\[\](ListNode \*x, ListNode \*y)->bool \{return x->val > y->val;\}  
  虽然有四个部分，实际上参数列表和返回类型可忽略，但捕获列表和函数体必须存在

都是函数，和与普通函数的不同之处在哪里呢？  
  1）lambda表达式不能有默认参数，实参形参数目保持一致  
  2）所有参数必须有参数名  
  3）不支持可变参数  
  其他的就当结论了，第一条下面会解释一下。

#### 3.lambda表达式中使用的一些原理 ####

上面留了一个捕获列表的概念，我觉得这个的使用算是lambda表达式的重要环节之一。  
  如果没有捕获列表\[\]，lambda表达式函数体中只能使用参数列表中变量，而没办法使用外层函数的局部变量。不过把局部变量放在捕获列表中，lambda表达式就可以使用。

lambda表达式的捕获方式可以从两个角度看：  
  第一个角度是：引用捕获、值捕获  
  第二个角度是：普通捕获 隐式捕获 混合捕获

首先介绍下各自的概念，引用捕获就是传递的是变量的引用，值捕获传递的是变量的拷贝值。类比于参数传递，很容易明白的。显示捕获就是传递具体的变量名，隐式捕获就是用一个标志代表传递所有的。具体落实到使用中的是下面这样的：  
  \[\] 空  
  \[变量\] 只传递变量 值捕获  
  \[=\] 全部实体 值捕获  
  \[&\] 全部引用 引用捕获  
  \[&，变量名\] 变量名值捕获 其余变量引用捕获  
  \[=，变量名\] 变量名引用捕获，其余变量值捕获

普通捕获：\[变量名\]  
  隐式捕获 ：\[=\] \[&\]  
  混合方式捕获： \[=,变量名\] \[&,变量名\]

有几个重点需要强调：  
  1）值捕获中，被值捕获的在lambda表达式创建的时候就拷贝  
  2）使用引用捕获时捕获一个变量时，就必须确保被引用的对象在lambda执行的时候是存在的  
  3）值捕获中如果想要修改捕获列表中的某个变量值，需要加上mutable，语法就变成：\[capture list\] (parameter list) mutable -> return type \{function body\}  
  4）上面说返回类型可以省略，但是有条件的：1）返回值是void 2)函数体中只有return一句，编译器可以自行推断

再深挖下原理，解释一下上面留的：lambda表达式中为何必须要有实参？  
  当然需要实参的前提是参数列表有东西哈。原因在于lambda表达式的本质是构造类，构造的类类没有默认构造函数，赋值运算符和默认析构函数。因为没有默认构造函数，在带参函数时，必须提供实参才能正常构造。并且在类的构造中会对捕获的变量进行处理，通过值捕获的会把参数作为成员变量，而引用捕获，参数不会作为成员变量。找个一个实例参考一下：  
![在这里插入图片描述][7808403afcbe405da18088dea355dd7f.png]  
实例来源：[https://blog.csdn.net/sgh666666/article/details/89000215][https_blog.csdn.net_sgh666666_article_details_89000215]

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[https_blog.csdn.net_sgh666666_article_details_89000215]: https://blog.csdn.net/sgh666666/article/details/89000215