C++ lambda表达式

概念

• 谓词
  • 可调用的表达式
• lambda表达式
  • 一个可调用的代码单元
  • 一个未命名的内联函数

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lambda表达式

• 形式

  • [ capture list ] (parameter list) -> return type { function body }

• 捕获列表

  • lambda所在函数中定义的局部变量列表
  • 可直接使用局部static变量和lambda所在函数之外声明的名字

• 参数列表

  • 可忽略
  • 不能有默认参数
  • 逗号分隔
  • 可捕获在创建lambda表达式的作用域内可风的 非静态 局部变量
    • 依赖于所捕获的这些局部变量
    • 同时也依赖于lambda表达式形参
  • 还可以直接使用静态存储期对象
    • 也会依赖于这些对象
  • 空捕获
    • []
  • 默认捕获(值捕获)
    • [names]
  • 显式捕获
    • 值捕获
      • [=, identifier_list]
      • 捕获变量的值是在lambda创建时拷贝
      • 对应着闭包类中的数据成员
    • 引用捕获
      • [&, identifier_list]
      • 无须在闭包类中将其存储为数据成员
  • 隐式捕获
    • 让编译器根据lambda体中的代码推断要使用哪些变量
      • [&]
        • 注意空悬引用
      • [=]
        • 不推荐使用
  • 混合捕获
    • [=, &os]、[=, identifier_list]、[&, identifier_list]等
  • 捕获当前对象
    • 显示捕获this
    • 出现任一种捕获类型时：[&, ... ]、[=, ... ]、[&]、[=]，当前对象都默认是以引用方式被捕获，并且访问成员变量时不需要以this->调用
  • 伪初始化捕获
    • c++11中使用std::bind实现
  • 初始化捕获
    • c++14

• 返回类型

  • 可忽略
  • 必须尾置返回

• 函数体

• 定义

  • 当定义一个lambda时，编译器生成一个与lambda对应的新的(未命名)类类型，闭包类
    • 这个新类型的数据成员也是在lambda对象被创建时初始化
    • 默认情况下，lambda生成的闭包类中的operator()成员函数会带有const饰词
      • lambda表达式的声明中可以显式指定mutable:
  • 当向一个函数传递一个lambda时，同时定义了一个新类型(闭包类)和该类型的一个对象(闭包)：传递的参数就是此编译器生成的类类型的未命名对象
  • 当使用auto定义一个用lambda初始化的变量时，定义了一个从lambda生成类型的对象

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其他相关语言特性

decltype

• 背景

  • 从表达式的类型推断出要定义的变量的类型，但不想用该表达式的值初始化变量

• 概念

  • 一种类型说明符
  • 选择并返回操作数的数据类型
  • c++11中主要用途大概就在于：声明那些 返回值型别 依赖于 形参型别 的 函数模板

• decltype使用的表达式：

  • 是一个变量
    • 返回该变量的类型
  • 不是一个变量
    • 返回表达式结果对应的类型
      • 如表达式的内容是解引用操作， 则decltype将得到(左值)引用类型
  • 一些特殊情况：比仅有名字更复杂的左值表达式(不仅是一个型别为T的名字)
    • 得出的型别总是左值引用(对于型别为T的左值表达式，除非该表达式仅有一个名字，否则decltype总是得出型别T&)
      • 如int x = 0;时decltype((x))的结果成了int&

尾置返回类型

• 本应该出现返回类型的地方放置一个auto，形如：
  • auto func( int i ) -> int(*)[10]

泛型lambda表达式

• 在形参规格中使用auto
  • c++14

lambda表达式可变长形参

• c++14

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参考

Lambda expressions (since C++11)
《C++ Primer(第五版)》
《Effective Modern C++》