C++11新特性:Lambda函数(匿名函数)

声明:本文参考了Alex Allain的文章http://www.cprogramming.com/c++11/c++11-lambda-closures.html

加入了自己的理解,不是简单的翻译

C++11终于知道要在语言中加入匿名函数了。匿名函数在很多时候可以为编码提供便利,这在下文会提到。很多语言中的匿名函数,如C++,都是用Lambda表达式实现的。Lambda表达式又称为lambda函数。我在下文中称之为Lambda函数。

为了明白Lambda函数的用处,请务必先搞明白C++中的自动类型推断:http://blog.csdn.net/srzhz/article/details/7934483

基本的Lambda函数

我们可以这样定义一个Lambda函数:

[cpp] view plaincopy

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. int main()
  4. {
  5. auto func = [] () { cout << "Hello world"; };
  6. func(); // now call the function
  7. }

其中func就是一个lambda函数。我们使用auto来自动获取func的类型,这个非常重要。定义好lambda函数之后,就可以当这场函数来使用了。

其中 [ ] 表示接下来开始定义lambda函数,中括号中间有可能还会填参数,这在后面介绍。之后的()填写的是lambda函数的参数列表{}中间就是函数体了。

正常情况下,只要函数体中所有return都是同一个类型的话,编译器就会自行判断函数的返回类型。也可以显示地指定lambda函数的返回类型。这个需要用到函数返回值后置的功能,比如这个例子:

[cpp] view plaincopy

  1. [] () -> int { return 1; }

所以总的来说lambda函数的形式就是:

[cpp] view plaincopy

  1. [captures] (params) -> ret {Statments;}

Lambda函数的用处

假设你设计了一个地址簿的类。现在你要提供函数查询这个地址簿,可能根据姓名查询,可能根据地址查询,还有可能两者结合。要是你为这些情况都写个函数,那么你一定就跪了。所以你应该提供一个接口,能方便地让用户自定义自己的查询方式。在这里可以使用lambda函数来实现这个功能。

[cpp] view plaincopy

  1. #include <string>
  2. #include <vector>
  3. class AddressBook
  4. {
  5. public:
  6. // using a template allows us to ignore the differences between functors, function pointers
  7. // and lambda
  8. template<typename Func>
  9. std::vector<std::string> findMatchingAddresses (Func func)
  10. {
  11. std::vector<std::string> results;
  12. for ( auto itr = _addresses.begin(), end = _addresses.end(); itr != end; ++itr )
  13. {
  14. // call the function passed into findMatchingAddresses and see if it matches
  15. if ( func( *itr ) )
  16. {
  17. results.push_back( *itr );
  18. }
  19. }
  20. return results;
  21. }
  22. private:
  23. std::vector<std::string> _addresses;
  24. };

从上面代码可以看到,findMatchingAddressses函数提供的参数是Func类型,这是一个泛型类型。在使用过程中应该传入一个函数,然后分别对地址簿中每一个entry执行这个函数,如果返回值为真那么表明这个entry符合使用者的筛选要求,那么就应该放入结果当中。那么这个Func类型的参数如何传入呢?

[cpp] view plaincopy

  1. AddressBook global_address_book;
  2. vector<string> findAddressesFromOrgs ()
  3. {
  4. return global_address_book.findMatchingAddresses(
  5. // we‘re declaring a lambda here; the [] signals the start
  6. [] (const string& addr) { return addr.find( ".org" ) != string::npos; }
  7. );
  8. }

可以看到,我们在调用函数的时候直接定义了一个lambda函数。参数类型是

[cpp] view plaincopy

  1. const string& addr

返回值是bool类型。

如果用户要使用不同的方式查询的话,只要定义不同的lambda函数就可以了。

Lambda函数中的变量截取

在上述例子中,lambda函数使用的都是函数体的参数和它内部的信息,并没有使用外部信息。我们设想这样的一个场景,我们从键盘读入一个名字,然后用lambda函数定义一个匿名函数,在地址簿中查找有没有相同名字的人。那么这个lambda函数势必就要能使用外部block中的变量,所以我们就得使用变量截取功能(Variable Capture)。

[cpp] view plaincopy

  1. // read in the name from a user, which we want to search
  2. string name;
  3. cin>> name;
  4. return global_address_book.findMatchingAddresses(
  5. // notice that the lambda function uses the the variable ‘name‘
  6. [&] (const string& addr) { return name.find( addr ) != string::npos; }
  7. );

从上述代码看出,我们的lambda函数已经能使用外部作用域中的变量name了。这个lambda函数一个最大的区别是[]中间加入了&符号。这就告诉了编译器,要进行变量截取。这样lambda函数体就可以使用外部变量。如果不加入任何符号,编译器就不会进行变量截取。

下面是各种变量截取的选项:

  • [] 不截取任何变量
  • [&} 截取外部作用域中所有变量,并作为引用在函数体中使用
  • [=] 截取外部作用域中所有变量,并拷贝一份在函数体中使用
  • [=, &foo]   截取外部作用域中所有变量,并拷贝一份在函数体中使用,但是对foo变量使用引用
  • [bar]   截取bar变量并且拷贝一份在函数体重使用,同时不截取其他变量
  • [this]            截取当前类中的this指针。如果已经使用了&或者=就默认添加此选项。

Lambda函数和STL

lambda函数的引入为STL的使用提供了极大的方便。比如下面这个例子,当你想便利一个vector的时候,原来你得这么写:

[cpp] view plaincopy

  1. vector<int> v;
  2. v.push_back( 1 );
  3. v.push_back( 2 );
  4. //...
  5. for ( auto itr = v.begin(), end = v.end(); itr != end; itr++ )
  6. {
  7. cout << *itr;
  8. }

现在有了lambda函数你就可以这么写

[cpp] view plaincopy

  1. vector<int> v;
  2. v.push_back( 1 );
  3. v.push_back( 2 );
  4. //...
  5. for_each( v.begin(), v.end(), [] (int val)
  6. {
  7. cout << val;
  8. } );

而且这么写了之后执行效率反而提高了。因为编译器有可能使用”循环展开“来加速执行过程(计算机系统结构课程中学的)。
http://www.nwcpp.org/images/stories/lambda.pdf 这个PPT详细介绍了如何使用lambda表达式和STL

C++11新特性:Lambda函数(匿名函数),布布扣,bubuko.com

时间: 2024-10-24 10:04:35

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