C++11 中的 lambda 表达式是什么

ClearSeve

发布于 2022-02-10 19:09:40

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问题

C++ 11 的 lambda 表达式是什么？什么时候去用它？主要用它解决什么问题呢？

回答

起因

C++ 03 时代，头文件 <algorithm> 有很多方便使用的泛型函数，例如 std::for_each 和 std::transform。但有的时候这些函数用起来又很麻烦，尤其是存在 functor 的情况下。

#include <algorithm>
#include <vector>

namespace {
  struct f {
    void operator()(int) {
      // do something
    }
  };
}

void func(std::vector<int>& v) {
  f f;
  std::for_each(v.begin(), v.end(), f);
}

事实上你只调用了 f 一次，但是你还是需要像上面那样定义一个 strcut，如果这种类似的情况比较多，那么代码看起来就显得很乱。

你可能会想到 functor 本地化的办法来解决这个问题，就像下面这样，

void func2(std::vector<int>& v) {
  struct {
    void operator()(int) {
       // do something
    }
  } f;
  std::for_each(v.begin(), v.end(), f);
}

但是 C++ 03 （C++ 11 已经支持）是不支持这种用法的，因为 f 不能应用于模板函数。

C++ 11 新的解决方案

C++ 11 的 lambda 提供了一种匿名函数，可以完美解决这个问题。

void func3(std::vector<int>& v) {
  std::for_each(v.begin(), v.end(), [](int) { /* do something here*/ });
}

lambda 的返回类型

如果你的 lambda 很简单，那么编译器可以自动推断出你的返回类型，

void func4(std::vector<double>& v) {
  std::transform(v.begin(), v.end(), v.begin(),
                 [](double d) { return d < 0.00001 ? 0 : d; }
                 );
}

但如果你的 lambda 比较复杂，比如下面这样，返回类型既可能是整型也可能是浮点型，

void func4(std::vector<double>& v) {
    std::transform(v.begin(), v.end(), v.begin(),
        [](double d) {
            if (d < 0.0001) {
                return 0;
            } else {
                return d;
            }
        });
}

那么你可以手动给它指定你要返回的类型，你需要这么做，

void func4(std::vector<double>& v) {
    std::transform(v.begin(), v.end(), v.begin(),
        [](double d) -> double {
            if (d < 0.0001) {
                return 0;
            } else {
                return d;
            }
        });
}

捕获变量（Capturing variables）

那 lambda 如何在函数体内使用外部的变量呢？其实很简单，在 [] 中填入你想捕获的就可以了。

void func5(std::vector<double>& v, const double& epsilon) {
    std::transform(v.begin(), v.end(), v.begin(),
        [epsilon](double d) -> double {
            if (d < epsilon) {
                return 0;
            } else {
                return d;
            }
        });
}

[] 不捕获任何变量
[epsilon] 仅捕获 epsilon 变量，且是值捕获
[v, epsilon] 仅捕获 v 和 epsilon 变量，且是值捕获（多个变量以 , 隔开）
[&epsilon] 引用捕获 epsilon 变量
[&] 引用捕获所有变量
[=] 值捕获所有变量
[&, epsilon] 除了 epsilon 是值捕获，其它的都引用捕获
[=, &epsilon] 除了 epsilon 是引用捕获，其它的都值捕获
[this] 值捕获 this 指针

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原始发表：2022年1月24日，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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