lambda 源自希腊字母表中第 11 位的 λ,在计算机科学领域,它则被用来表示一种匿名函数。所谓匿名函数,简单地理解就是没有名称的函数,又常被称为 lambda 函数或者 lambda 表达式。
1. lambda匿名函数的定义
[capture](parameters)mutable ->return-type{statement}
参数说明:
- [capture]:捕捉列表,[] 是lambda引出符,编译器根据该引出符判断接下来的代码是否是lambda函数。捕捉列表用于捕捉父域中的变量以供lambda函数使用,捕捉列表可以由多个项组成,用","分割。[var]表示以值传递方式捕捉父域中的变量var,[=]表示以值传递方式捕捉父域中的所有变量(包括this),[&var]表示以引用传递方式捕捉父域中的变量var,[&]表示以引用传递方式捕捉父域中的所有变量(包括this),[this]表示以值传递方式捕捉当前的this指针。
- (parameters):参数列表,与普通函数的参数列表一致,如果不需要参数传递,则可以连同括号()一起省略。
- mutable:mutable修饰符,默认情况下,lambda函数总是一个const函数,mutable可以取消其常量性。在使用该修饰符时,参数列表不可省略(即使参数为空)。
- ->return-type:返回类型,用追踪返回类型形式声明函数的返回类型,不需要返回值的时候可以连同符号->一起省略。在返回类型明确的情况下,也可以省略该部分,让编译器对返回类型进行推导。
- {statement}:函数体,内容与普通函数一样,不过除了可以使用参数之外,还可以使用所有捕获的变量。
lambda匿名函数中的[外部变量]
外部变量格式 | 功能 |
---|---|
[] | 空方括号表示当前 lambda 匿名函数中不导入任何外部变量。 |
[=] | 只有一个 = 等号,表示以值传递的方式导入所有外部变量; |
[&] | 只有一个 & 符号,表示以引用传递的方式导入所有外部变量; |
[val1,val2,...] | 表示以值传递的方式导入 val1、val2 等指定的外部变量,同时多个变量之间没有先后次序; |
[&val1,&val2,...] | 表示以引用传递的方式导入 val1、val2等指定的外部变量,多个变量之间没有前后次序; |
[val,&val2,...] | 以上 2 种方式还可以混合使用,变量之间没有前后次序。 |
[=,&val1,...] | 表示除 val1 以引用传递的方式导入外,其它外部变量都以值传递的方式导入。 |
[this] | 表示以值传递的方式导入当前的 this 指针。 |
注意,单个外部变量不允许以相同的传递方式导入多次。例如 [=,val1] 中,val1 先后被以值传递的方式导入了 2 次,这是非法的。
最简单的lambda匿名函数
[]{}
此 lambda 匿名函数未引入任何外部变量([] 内为空),也没有传递任何参数,没有指定 mutable、noexcept 等关键字,没有返回值和函数体。所以,这是一个没有任何功能的 lambda 匿名函数。
2. lambda匿名函数的使用
2.1 lambda匿名函数的定义和使用
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main()
{
int num[4] = { 4, 2, 3, 1 };
// 对数组 num 中的元素进行升序排序
sort(num, num + 4, [=](int x, int y) -> bool { return x < y; });
for (int n : num) {
cout << n << " ";
}
return 0;
}
以上程序通过调用 sort() 函数实现了对 num 数组中元素的升序排序,其中就用到了 lambda 匿名函数。而如果使用普通函数,需以如下代码实现:
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
// 自定义的升序排序规则
bool sort_up(int x, int y) {
return x < y;
}
int main()
{
int num[4] = { 4, 2, 3, 1 };
// 对数组 num 中的元素进行升序排序
sort(num, num + 4, sort_up);
for (int n : num) {
cout << n << " ";
}
return 0;
}
此程序中 sort_up() 函数的功能和上一个程序中的 lambda 匿名函数完全相同。显然在类似的场景中,使用 lambda 匿名函数更有优势。
除此之外,虽然 lambda 匿名函数没有函数名称,但我们仍可以为其手动设置一个名称,比如:
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
// display 即为 lambda 匿名函数的函数名
auto display = [](int a,int b) -> void{cout << a << " " << b;};
// 调用 lambda 函数
display(10,20); // 输出:10 20
return 0;
}
可以看到,程序中使用 auto 关键字为 lambda 匿名函数设定了一个函数名,由此我们即可在作用域内调用该函数。
2.2 值传递和引用传递的区别
#include <iostream>
using namespace std;
// 全局变量
int all_num = 0;
int main()
{
// 局部变量
int num_1 = 1;
int num_2 = 2;
int num_3 = 3;
cout << "lambda1:\n";
auto lambda1 = [=] {
// 全局变量可以访问甚至修改
all_num = 10;
// 函数体内只能使用外部变量,而无法对它们进行修改
cout << num_1 << " "
<< num_2 << " "
<< num_3 << endl;
};
lambda1();
cout << all_num << endl;
cout << "lambda2:\n";
auto lambda2 = [&] {
all_num = 100;
num_1 = 10;
num_2 = 20;
num_3 = 30;
cout << num_1 << " "
<< num_2 << " "
<< num_3 << endl;
};
lambda2();
cout << all_num << endl;
return 0;
}
程序执行结果为:
la