一、Lambda表达式的介绍
c++11引入了Lambda表达式,使得开发人员可以更方便的创建匿名函数。Lambda表达式是c++语言的一个重要特性,它可以作为函数对象使用,可以用来替代一些繁琐的函数声明和定义。
二、Lambda表达式的语法
Lambda表达式的基本语法结构如下:
[capture list] (parameter list) specifiers exception -> type { function body }
[capture list]
是捕获列表,在应用中必填。
(parameter list)
是参数列表,在应用中选填。
specifiers
是限定符,在应用中选填。
exception
是异常说明符,在应用中选填。
-> type
是返回值类型,在应用中选填。
{ function body }
是表达式的函数体,在应用中必填。
下面是一个简单的Lambda表达式:
[](int x, int y){ return x + y; }
这个Lambda表达式可以看作是一个没有函数名的函数,接受两个整型参数,并返回它们的和。应用实例如下:
auto f = [](int x, int y){ return x + y; };
int result = f(10, 20); //result == 30
三、Lambda表达式的捕获列表
Lambda表达式的捕获列表可以捕获当前函数作用域的零个或多个变量,变量之间用逗号分隔;这些变量可以在Lambda表达式中被访问和修改。捕获方式有三种,分别是值捕获、引用捕获和混合捕获。
值捕获:将外部变量以const引用的方式传递到Lambda表达式中,在表达式中可以访问变量,但是不能修改变量;使用=
可以将函数作用域的所有变量以值捕获方式传入到表达式中。
int a = 10; b = 20, c = 30;
//将变量a和b以值捕获方式传入到表达式中
auto f1 = [a, b]{ return a + b; };
int result1 = f1(); //result1 == 30
//将所有变量以值捕获方式传入到表达式中
auto f2 = [=]{ return a + b + c; };
int result2 = f2(); //result2 == 60
引用捕获:将外部变量以引用的方式传递到Lambda表达式中,在表达式中可以访问变量和修改变量;使用&可以将函数作用域的所有变量以引用捕获方式传入到表达式中。
int a = 10; b = 20, c = 30;
//将变量a和b以引用捕获方式传入到表达式中
auto f1 = [&a, &b]{ a++; b++; };
f1();
//a == 11 b == 21
//将所有变量以引用捕获方式传入到表达式中
auto f2 = [&]{ a++; b++; c++; };
f2();
//a == 12 b == 22 c == 31
混合捕获:捕获列表捕获多个变量,既有值捕获的变量也有引用捕获的变量。
int a = 10; b = 20, c = 30;
//将变量a和b以值捕获方式传入到表达式中,将变量c以引用捕获方式传递到表达式中
auto f = [=,&c]{ c++; return a + b; };
int result = f(); //result == 30
//c == 31
四、Lambda表达式的参数列表
Lambda表达式的参数列表与普通函数参数列表一致;如果不需要参数,则可以省略此项。
//没有参数
auto f1 = []{ return 1; };
int result1 = f1(); //result1 == 1
//两个参数
auto f2 = [](int x, int y){ return x + y; };
int result2 = f2(10,20); //result2 == 30
五、Lambda表达式的限定符
Lambda表达式的限定符值为mutable,其意义是可以在函数体内修改按值捕获的变量;如果不需要此操作,则可以省略此项。
int a = 10;
//未用mutable修饰
auto f1 = [a](){
a++; //报错
}
//使用mutable修饰
auto f2 = [a]() mutable {
a++; //成功
}
六、Lambda表达式的异常说明符
Lambda表达式的异常说明符值为noexcept,其意义是指明表达式不会抛出异常;如果不需要此操作,则可以省略此项。
//未用noexcept修饰
auto f1 = [](int x){
if(x == 0)
throw(0); //成功
return x;
}
//使用noexcept修饰
auto f2 = [](int x) noexcept {
if(x == 0)
throw(0); //报错
return x;
}
七、Lambda表达式的返回值类型
用-> type
可以指定lambda表达式返回值类型;如果不指定返回类型,则编译器会根据代码实现为函数推导一个返回类型;如果没有返回值,则可忽略此部分。
//指定返回值类型
auto f1 = []()->int { return 1; };
int result1 = f1(); //result == 1
//不指定返回值类型
auto f2 = [](){ return 1; };
int result2 = f2(); //result == 1
八、Lambda表达式的函数体
Lambda表达式的函数体部分与普通函数体一致。
auto f1 = []{ std::cout << "hello world" << std::endl; };
auto f2 = [](int x, int y){ return x + y; };
九、Lambda表达式的优缺点
Lambda表达式有以下优点:
简洁:Lambda表达式可以在一个表达式中定义一个函数,不需要单独声明和定义。
方便:Lambda表达式可以捕获外部变量,使得函数对象更加灵活和易于使用。
通用:Lambda表达式可以作为任何需要函数对象的地方使用,例如STL算法、线程等。
Lambda表达式也有一些缺点:
可读性:Lambda表达式可能过于简洁,难以阅读和理解。
复杂性:Lambda表达式可以包含复杂的逻辑和控制流,使得代码难以维护和调试。
性能:Lambda表达式可能会产生额外的开销,例如变量捕获和函数调用的开销。
十、结论
c++Lambda表达式是一项重要的语言特性,它使得开发人员可以更方便地创建匿名函数和函数对象。Lambda表达式的语法简洁、灵活,可以捕获外部变量,并且可以作为任何需要函数对象的地方使用。Lambda表达式也存在一些缺点,包括可读性、复杂性和性能问题。在实际开发中,开发人员应该根据具体情况权衡利弊,选择合适的编程风格和实现方式。