【C/C++】C++11 Lambda

Lambda

C++11 中 lambda 是一个匿名函数对象

最简形式

[]{
    cout << "lambda" << endl;
}();    // print "lambda"

auto l = []{
    cout << "lambda" << endl;
};
...
l();    // print "lambda"

完整形式

[...](...) mutable throwSpec ->retType {...}

[...]：lambda 引入符，捕获 non-static 外部变量

　　[] 不捕获外部变量

　　[=] 传值

　　[&] 传引用

　　[x, &y] x 传值，y 传引用

　　[=, &x] x 传引用，其余变量传值（尽量不这样写默认情况，而是全部列出，增加代码可读性）

(...)：形参列表，若含以下可选参数之一，即使无形参，也必须加上 ()

可选参数

mutable：关键字，表明传入的外部变量在函数内可改动。若传值捕获外部变量，再加上 mutable 关键字，表明函数内变量可改动，但不会影响函数外该变量的值。

throwSpec：异常处理

->retType：lambda 的返回类型

{...}：函数体，函数体内可声明 static / non-static 变量，可返回数值

例子

int main() {
    int id = 0;
    auto f = [id]() mutable {
        cout << "f() id: " << id << endl;
        ++id;
    };
    id = 99;
    f();    // print "f() id: 0" 
    f();    // print "f() id: 1"
    f();    // print "f() id: 2"
    cout << "id: " << id << endl;    // print "id: 99"
    return 0;
}

注意：

1、编译器看到第 3 行的时候，id = 0，由于传值，所以函数内 id = 0

2、若不写 mutable，则 ++id 编译报错 “cannot assign a variable captured by copy in a non-mutable lambda”

3、若 id 定义为 static，则 static int id = 0 编译报错 “id cannot be captured because it does not have automatic storage duration（静态存储周期）”

比较（传引用）

int main() {
    int id = 0;
    auto f = [&id]() mutable {
        cout << "f() id: " << id << endl;
        ++id;
    };
    id = 99;
    f();    // print "f() id: 99" 
    f();    // print "f() id: 100"
    f();    // print "f() id: 101"
    cout << "id: " << id << endl;    // print "id: 102"
    return 0;
}

比较（有形参）

int main() {
    int id = 0;
    auto f = [id](int p) {
        cout << "f() id: " << id << " p: " << p << endl;
        ++p;
    };
    id = 99;
    f(id);    // print "f() id: 0 p: 99"
    f(7);     // print "f() id: 0 p: 7"    
    cout << "id: " << id << endl;    // print "id: 99"
    return 0;
}

声明一个 lambda 对象，需要使用 template 或 auto。

如果需要 lambda 对象的类型，需要使用 decltype()，例如，将 lambda 作为哈希函数或排序准则，传给一个关联容器或无序容器时。

auto cmp = [](const Person& p1, const Person& p2) {
    return p1.lastname < p2.lastname || 
    (p1.lastname == p2.lastname && p1.lastname < p2.lastname);
}
...
std::set<Person, decltype(cmp)> coll(cmp);    // set的声明需要cmp的类型

这里必须使用 cmp 作为 set 构造函数的参数，否则编译器会尝试调用 cmp 对象的默认构造函数并报错。

注意，虽然 lambda 是一个函数对象，但无法为其设计默认构造函数和赋值操作。