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C++11 Lambda表达式

news 2025/6/27 18:05:20

文章首发公众号：iDoitnow

为什么引入Lambda

Lambda表达式是一个可以内联在我们代码中的函数，我们可以将他传递给另外一个函数。在没有引入Lambda表达式之前，当我们遇到需要对多个数据，按照同一规则进行操作的时候，创建机动函数会更简单，但是必须在其他地方定义好该函数，然后再使用它，有时候两者之间可能距离离的很远，想要了解该函数内部操作的原理，需要翻阅多页源代码找它的定义，这样使得代码的可读性大打折扣。这就是Lambda表达式出现的主要原因。

基本的Lambda语法

lambda表达式是一个匿名函数。其可以捕获作用域中的变量。其在C++11中常用的语法如下：

[captures](params){body}
[captures]{body}  //省略了形参列表，函数不接收实参，如同形参列表为()
[captures](params)->return-type{body}  //return-type为返回类型//eg:
//捕获列表     参数列表           函数体[ ]   (int a, int b)  { return a < b;}
//捕获列表     参数列表      返回类型          函数体[ ]   (double x)  -> double   {int y = x; return x - y;}
/*注：Lambda函数没有声明返回类型，其返回类型相当于使用decltyp根据返回值推断得到的。如果函数体内不包含返回语句，则推断出返回类型为void。但是仅当函数体完全由一条返回语句组成时，自动类型推断才管用否则，需要使用新增的返回类型后置语法*/

【注：Lambda表达式自动推断返回值类型：有些编译器，像GCC，即使你有多于一个返回语句也不可以自动推断成功，但标准不保证这一点，因此为了防止意外的发生，当函数体内返回语句不止一条的时候，建议使用返回类型后置语法】

其中captures为捕获，它一个包含0个或者多个捕获符的用逗号分隔的列表。params为参数列表，body为函数体。默认的捕获符只有：

&：采用引用隐式捕获的方式使用自动变量

=：采用复制隐式捕获的方式使用自动变量

[]        // 默认不捕获
[&]       // 默认以引用捕获（意味着在函数体内可以按照引用的方式使用Lambda表达式所在范围内所有可见的局部变量）
[&, i]    // 以引用捕获（同上），但i以值捕获
[=]       // 默认以复制捕获（意味着在函数体内可以按照值传递的方式使用Lambda表达式所在范围内所有可见的局部变量）
[=, &i]   // 以复制捕获（同上），但 i 以引用捕获

下面我们通过C++ Primer Plus中的一个例子进一步理解Lambda表达式：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <ctime>
const long Size = 390000L;
int main()
{using std::cout;std::vector<int> numbers(Size);std::srand(std::time(0));std::generate(numbers.begin(), numbers.end(), std::rand);cout << "Sample size = " << Size << '\n';// using lambdasint count3 = std::count_if(numbers.begin(), numbers.end(),[](int x){return x % 3 == 0;});cout << "Count of numbers divisible by 3: " << count3 << '\n';int count13 = 0;std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(),[&count13](int x){count13 += x % 13 == 0;});cout << "Count of numbers divisible by 13: " << count13 << '\n';// using a single lambdacount3 = count13 = 0;std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(),[&](int x){count3 += x % 3 == 0; count13 += x % 13 == 0;});cout << "Count of numbers divisible by 3: " << count3 << '\n';cout << "Count of numbers divisible by 13: " << count13 << '\n';return 0;
}

程序输出结果：

Sample size = 390000
Count of numbers divisible by 3: 130274
Count of numbers divisible by 13: 30009
Count of numbers divisible by 3: 130274
Count of numbers divisible by 13: 30009

Lambda与STL的结合

当STL中的算法（algorithms）库遇到Lambda的时候，会碰出什么样的火花呢？毋庸置疑，这极大的提高我们的编程效率，更提高了代码的整洁性和可读性，例如：

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
//不使用Lambda表达式
for ( auto itr = v.begin(); itr != v.end(); itr++ )
{cout << *itr;
}//使用Lambda表达式
for_each( v.begin(), v.end(), [] (int val){cout << val;} );