C++11中的lambda表达式是什么?我什么时候用?他们解决了哪类在介绍之前不可能解决的问题?

一些示例和用例将是有用的。


当前回答

Lambda表达式通常用于封装算法,以便将它们传递给另一个函数。但是,可以在定义后立即执行lambda:

[&](){ ...your code... }(); // immediately executed lambda expression

在功能上等同于

{ ...your code... } // simple code block

这使得lambda表达式成为重构复杂函数的强大工具。首先在lambda函数中包装一个代码段,如上所示。然后,显式参数化过程可以在每个步骤之后通过中间测试逐步执行。一旦代码块完全参数化(如删除&所示),就可以将代码移动到外部位置并使其成为正常函数。

类似地,您可以使用lambda表达式根据算法的结果初始化变量。。。

int a = []( int b ){ int r=1; while (b>0) r*=b--; return r; }(5); // 5!

作为划分程序逻辑的一种方法,您甚至可能会发现将lambda表达式作为参数传递给另一个lambda表达式是有用的。。。

[&]( std::function<void()> algorithm ) // wrapper section
   {
   ...your wrapper code...
   algorithm();
   ...your wrapper code...
   }
([&]() // algorithm section
   {
   ...your algorithm code...
   });

Lambda表达式还允许您创建命名的嵌套函数,这是避免重复逻辑的一种方便方法。当将一个非平凡函数作为参数传递给另一个函数时,使用命名的lambdas看起来也容易一些(与匿名内联lambdas相比)。注意:不要忘记右大括号后面的分号。

auto algorithm = [&]( double x, double m, double b ) -> double
   {
   return m*x+b;
   };

int a=algorithm(1,2,3), b=algorithm(4,5,6);

如果后续的分析揭示了函数对象的大量初始化开销,您可以选择将其作为普通函数重写。

其他回答

答案

Q: C++11中的lambda表达式是什么?

A: 实际上,它是带有重载运算符()常量的自动生成类的对象。这种对象称为闭包,由编译器创建。这个“闭包”概念与C++11中的绑定概念相近。但lambdas通常生成更好的代码。通过闭包的调用允许完全内联。

Q: 我什么时候用?

A: 要定义“简单而小的逻辑”,请编译器根据前面的问题进行生成。你给编译器一些表达式,你想在operator()里面。编译器将为您生成所有其他内容。

Q: 他们解决了哪类在介绍之前不可能解决的问题?

A: 这是一种语法糖,类似于运算符重载,而不是用于自定义添加、子轻触操作的函数。。。但它节省了更多不需要的代码行,以便将1-3行实际逻辑包装到某些类中,等等。!一些工程师认为,如果行数较少,那么出错的机会就会减少(我也这么认为)

用法示例

auto x = [=](int arg1){printf("%i", arg1); };
void(*f)(int) = x;
f(1);
x(1);

关于lambdas的附加信息,问题不涉及。如果您不感兴趣,请忽略此部分

1.捕获的值。您可以捕获的内容

1.1.可以引用静态存储持续时间为lambda的变量。他们都被抓住了。

1.2.您可以使用lambda“按值”捕获值。在这种情况下,捕获的vars将被复制到函数对象(闭包)。

[captureVar1,captureVar2](int arg1){}

1.3.你可以捕捉参考在此上下文中,指的是引用,而不是指针。

   [&captureVar1,&captureVar2](int arg1){}

1.4.存在通过值或引用捕获所有非静态变量的符号

  [=](int arg1){} // capture all not-static vars by value

  [&](int arg1){} // capture all not-static vars by reference

1.5.存在通过值或引用捕获所有非静态变量并指定smth的符号。更多示例:通过值捕获所有非静态变量,而是通过引用捕获Param2

[=,&Param2](int arg1){} 

通过引用而不是通过值捕获Param2捕获所有静态变量

[&,Param2](int arg1){} 

2.退货类型扣除

2.1.如果Lambda是一个表达式,则可以推断出Lambda返回类型。或者可以显式指定它。

[=](int arg1)->trailing_return_type{return trailing_return_type();}

如果lambda有多个表达式,则必须通过尾随返回类型指定返回类型。同样,类似的语法也可以应用于自动函数和成员函数

3.捕获的值。您无法捕获的内容

3.1.您只能捕获本地变量,而不能捕获对象的成员变量。

4.转换

4.1 !! Lambda不是函数指针,也不是匿名函数,但无捕获Lambda可以隐式转换为函数指针。

附笔

有关lambda语法信息的更多信息,请参阅编程语言C++#337的工作草案,2012-01-16,5.1.2。Lambda表达式,第88页在C++14中,添加了名为“init capture”的额外功能。它允许任意声明闭包数据成员:auto-toFloat=[](int值){return float(value);};自动插值=[min=toFloat(0),max=toFlat(255)](int值)->float{return(value-min)/(max-min);};

它解决了一个问题:对于使用输出参数函数初始化常量成员的构造函数调用,代码比lambda简单

您可以通过调用一个函数来初始化类的常量成员,该函数通过将其输出作为输出参数返回来设置其值。

C++作者Bjarne Stroustrup在其著作《C++编程语言》第11章(ISBN-13:978-0321563842)中给出了lambda表达式的最佳解释之一:

什么是lambda表达式?

lambda表达式,有时也称为lambda函数或(严格地说不正确,但口语上)作为lambda是定义和使用匿名函数对象的简化符号。而不是用运算符()定义一个命名类,然后创建该类的对象,最后调用它,我们可以使用速记。

我什么时候用?

当我们希望将操作作为算法的参数。在图形用户界面的上下文中(和其他地方),此类操作通常被称为回调。

他们解决了哪类在介绍之前不可能解决的问题?

在这里,我想用lambda表达式完成的每个操作都可以在没有它们的情况下解决,但需要更多的代码和更大的复杂性。Lambda表达式这是对代码进行优化的方法,也是使其更具吸引力的方法。正如Stroustup所言:

优化的有效途径

一些示例

通过lambda表达式

void print_modulo(const vector<int>& v, ostream& os, int m) // output v[i] to os if v[i]%m==0
{
    for_each(begin(v),end(v),
        [&os,m](int x) { 
           if (x%m==0) os << x << '\n';
         });
}

或通过功能

class Modulo_print {
         ostream& os; // members to hold the capture list int m;
     public:
         Modulo_print(ostream& s, int mm) :os(s), m(mm) {} 
         void operator()(int x) const
           { 
             if (x%m==0) os << x << '\n'; 
           }
};

甚至

void print_modulo(const vector<int>& v, ostream& os, int m) 
     // output v[i] to os if v[i]%m==0
{
    class Modulo_print {
        ostream& os; // members to hold the capture list
        int m; 
        public:
           Modulo_print (ostream& s, int mm) :os(s), m(mm) {}
           void operator()(int x) const
           { 
               if (x%m==0) os << x << '\n';
           }
     };
     for_each(begin(v),end(v),Modulo_print{os,m}); 
}

如果需要,可以将lambda表达式命名如下:

void print_modulo(const vector<int>& v, ostream& os, int m)
    // output v[i] to os if v[i]%m==0
{
      auto Modulo_print = [&os,m] (int x) { if (x%m==0) os << x << '\n'; };
      for_each(begin(v),end(v),Modulo_print);
 }

或者假设另一个简单的样本

void TestFunctions::simpleLambda() {
    bool sensitive = true;
    std::vector<int> v = std::vector<int>({1,33,3,4,5,6,7});

    sort(v.begin(),v.end(),
         [sensitive](int x, int y) {
             printf("\n%i\n",  x < y);
             return sensitive ? x < y : abs(x) < abs(y);
         });


    printf("sorted");
    for_each(v.begin(), v.end(),
             [](int x) {
                 printf("x - %i;", x);
             }
             );
}

将生成下一个

01.01.01.01.01.0排序x-1;x-3;x-4;x-5;x-6;x-7;x-33;

[]-这是捕获列表或lambda导入器:如果lambda不需要访问其本地环境,我们可以使用它。

书中引用:

lambda表达式的第一个字符始终是[.a lambda介绍人可以采取各种形式:•[]:空捕获列表。这暗示不能使用周围上下文中的本地名称在lambda车身中。对于此类lambda表达式,数据从参数或来自非局部变量。•[&]:隐式捕获参考可以使用所有本地名称。所有局部变量均为通过引用访问。•[=]:按值隐式捕获。所有本地可以使用名称。所有名称都引用本地变量的副本在lambda表达式的调用点获取。•[捕获列表]:显式捕获;捕获列表是要通过引用或值捕获(即存储在对象中)的本地变量的名称列表。名称前面带有&的变量由捕获参考其他变量由值捕获。捕获列表可以还包含this和后跟…的名称。。。作为元素。•[&,capture-list]:通过引用隐式捕获列表中未列出名称的所有局部变量。捕获列表可以包含此内容。列出的名称不能以&开头。中命名的变量捕获列表按值捕获。•[=,捕获列表]:通过值隐式捕获列表中未提及名称的所有局部变量。捕获列表不能包含此内容。列出的名称必须以&开头。捕获列表中命名的变量是通过引用捕获的。请注意,以&开头的本地名称总是由引用和本地名称不是由预先放弃的&总是由捕获价值仅通过引用捕获允许修改呼叫环境。

附加的

Lambda表达式格式

其他参考:

维基open-std.org,第5.1.2章

c++中的lambda被视为“随时可用的函数”。是的,你可以定义它;使用它;当父函数作用域结束时,lambda函数就消失了。

c++在c++11中引入了它,每个人都开始在每个可能的地方使用它。示例和lambda是什么可以在这里找到https://en.cppreference.com/w/cpp/language/lambda

我将描述每个c++程序员都必须知道的,但不存在哪些

Lambda并不意味着要在任何地方使用,每个函数都不能用Lambda替换。与正常功能相比,它也不是最快的。因为它有一些需要由lambda处理的开销。

在某些情况下,它肯定有助于减少线路数量。它基本上可以用于一段代码,这段代码在同一个函数中被调用一次或多次,在其他任何地方都不需要这段代码,因此您可以为它创建独立的函数。

下面是lambda的基本示例以及在后台发生的情况。

用户代码:

int main()
{
  // Lambda & auto
  int member=10;
  auto endGame = [=](int a, int b){ return a+b+member;};

  endGame(4,5);

  return 0;

}

compile如何扩展它:

int main()
{
  int member = 10;

  class __lambda_6_18
  {
    int member;
    public: 
    inline /*constexpr */ int operator()(int a, int b) const
    {
      return a + b + member;
    }

    public: __lambda_6_18(int _member)
    : member{_member}
    {}

  };

  __lambda_6_18 endGame = __lambda_6_18{member};
  endGame.operator()(4, 5);

  return 0;
}

正如您所看到的,当您使用它时,它会增加什么样的开销。所以在任何地方使用它们都不是好主意。它可以在适用的地方使用。

lambda函数是您在线创建的匿名函数。它可以捕获一些已经解释过的变量(例如。http://www.stroustrup.com/C++11FAQ.html#lambda),但存在一些限制。例如,如果有这样的回调接口,

void apply(void (*f)(int)) {
    f(10);
    f(20);
    f(30);
}

您可以当场编写一个函数来使用它,就像下面传递给应用程序的函数一样:

int col=0;
void output() {
    apply([](int data) {
        cout << data << ((++col % 10) ? ' ' : '\n');
    });
}

但你不能这样做:

void output(int n) {
    int col=0;
    apply([&col,n](int data) {
        cout << data << ((++col % 10) ? ' ' : '\n');
    });
}

由于C++11标准的限制。如果您想使用捕获,则必须依赖库和

#include <functional> 

(或其他类似STL库的算法来间接获取),然后使用std::function,而不是像这样传递普通函数作为参数:

#include <functional>
void apply(std::function<void(int)> f) {
    f(10);
    f(20);
    f(30);
}
void output(int width) {
    int col;
    apply([width,&col](int data) {
        cout << data << ((++col % width) ? ' ' : '\n');
    });
}