• 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.   
    3. using namespace std;  
    4.   
    5. int main()  
    6. {  
    7.     auto func = [] () { cout << "Hello world"; };  
    8.     func(); // now call the function  
    9. }  

    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.   
    4. class AddressBook  
    5. {  
    6.     public:  
    7.     // using a template allows us to ignore the differences between functors, function pointers   
    8.     // and lambda  
    9.     template<typename Func>  
    10.     std::vector<std::string> findMatchingAddresses (Func func)  
    11.     {   
    12.         std::vector<std::string> results;  
    13.         for ( auto itr = _addresses.begin(), end = _addresses.end(); itr != end; ++itr )  
    14.         {  
    15.             // call the function passed into findMatchingAddresses and see if it matches  
    16.             if ( func( *itr ) )  
    17.             {  
    18.                 results.push_back( *itr );  
    19.             }  
    20.         }  
    21.         return results;  
    22.     }  
    23.   
    24.     private:  
    25.     std::vector<std::string> _addresses;  
    26. };  

    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.   
    3. vector<string> findAddressesFromOrgs ()  
    4. {  
    5.     return global_address_book.findMatchingAddresses(   
    6.         // we're declaring a lambda here; the [] signals the start  
    7.         [] (const string& addr) { return addr.find( ".org" ) != string::npos; }   
    8.     );  
    9. }  

    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
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/lidabo/p/3908663.html
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