这次要讲的内容是:c++11中的lamda表达式。

  lamda表达式是我最喜欢的一个c++11特性之一,在我的代码中随处可见它的身影,其实在c#3.5中就引入了lamda,java中至今还没引入,要等明年的java8中才有lamda表达式,lamda来源于函数式编程的概念,也是现代编程语言的一个特点。c++11这次终于把lamda加进来了。也许有人要问,lamda有什么好处,为什么要加到c++中来?lamda表达式有这些优点:

  • 声明式编程风格:就地匿名定义你的目标函数或函数对象,不需要额外的写一个命名函数或者函数对象。以更直接的方式去写程序,好的可读性和可维护性。
  • 简洁:不需要额外再写一个函数或者函数对象,避免了代码膨胀和功能分散,让开发者更加集中精力在手边的问题,同时也获取了更高的生产率。
  • 在需要的时间和地点实现谓词,使我们的程序更灵活。

  lamda表达式定义了一个匿名函数,并且可以捕获一定范围内的变量。lamda表达式的语法形式:

[ capture ] ( params ) -> ret { body }
如果没有返回值也没有参数,可以这样简写:
[](){ body }或者[]{ body }
[] (int x) -> { return x; } auto fun = [](){cout<<"test"}
fun();

  lamda表达式可以截取一定范围内的变量:

[] 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。截取this的目的是可以在lamda中使用当前类的成员函数和成员变量。

声明式编程风格,简洁的代码

  就地定义匿名函数,不再需要定义函数对象,大大简化了标准库算法的调用。比如c++11之前我们要调用for_each函数将vector中偶数打印出来,可能要这样写:

struct CountEven
{
CountEven(int& count) : m_count(count)
{
} void operator()(int val)
{
if(val/==)
{
m_count++;
}
} private:
int m_count;
}; int evenCount=;
for_each(v.begin(),v.end(),CountEven(evenCount));
cout<<"偶数有 "<<evenCount<<" 个"<<endl;

用lamda表达式写:

for_each(v.begin(),v.end(), [&evenCount](const int& val)
{
if(val/==)
{
evenCount++;
}
});

不再需要定义函数对象,而且更简洁明了,可读性和维护性更好,开发效率也更高。

在需要的时间和地点实现谓词,使我们的程序更灵活。

  上一篇博文中的那个计算集合中大于5小于10的函数用Lamda更简洁,之前用bind的写法:

//查找大于10的元素的个数
int count = count_if(coll.begin(), coll.end(), bind1st(less<int>(), ));
//查找小于10的元素的个数
int count = count_if(coll.begin(), coll.end(), bind2nd(less<int>(), )); //查找大于5小于10的元素的个数
auto f = bind(std::logical_and<bool>(), bind(std::greater<int>(),_1,), bind(std::less_equal<int>(),_1,));
int count = count_if(coll.begin(), coll.end(), f);

用lamda的写法:

//查找大于10的元素的个数
int count = count_if(coll.begin(), coll.end(), [](int x){return x>;});
//查找小于10的元素的个数
int count = count_if(coll.begin(), coll.end(), [](int x){return x<;});
//查找大于5小于10的元素的个数
int count = count_if(coll.begin(), coll.end(), [](int x){return x>&&x<;});

孰优孰劣,一眼便知,这就是生产力啊。

lamda捕获参数

stuct A
{
A():m_cout(){}
bool Add(int x, int y)
{
return x>y;
} void TestLamda()
{
vector<int> v = {,,,};
sort(v.begin(), v.end(), [this](int x, int y){return Add(x,y);}); //调用成员函数,需要捕获this才可以 int z = ;
sort(v.begin(), v.end(), [this,z](int x, int y) //z按值捕获
{
m_count = ; //给成员变量赋值
return Add(x,y);
}); //调用成员函数,需要捕获this才可以 sort(v.begin(), v.end(), [this,&z](int x, int y) //z按引用捕获
{
z = count+; //给z赋值
return Add(x,y);
}); //以引用方式传递作用域内所有可见的局部变量(包括this)
for_each(v.begin(), v.end(), [=](int x){cout<<z+x<<endl;}); //以引用方式传递作用域内所有可见的局部变量(包括this)
for_each(v.begin(), v.end(), [&](int x){z++; cout<<z+x<<endl;}); //部分变量按引用传递
for_each(v.begin(), v.end(), [this, &z](int x){z++; cout<<z+x<<endl;});
} int m_cout;
};

  lamda能捕获变量很有用,一些外面的参数可以根据需要按值或者引用传入闭包。我甚至觉得lamda表达式几乎可以取代function, 可以通过捕获对象并调用对象的成员函数的方式取代bind成员函数的方式。例如:
用bind和function的写法:

A a;
auto f = std::bind(&A::Add, &a, std::placehoders::_1,std::placehoders::_2);
int x = , y=;
auto ret = f(x, y);

用lamda的写法:

auto f = [&a](int x, int y){return a.Add(x, y);};
auto ret = f(x, y);

  效果是一样的,代码还更简洁了。不过不能完全替代function的原因是lamda表达式不能作为成员变量,还有有些标准库的和boost的方法不支持lamda,还需要function出场。

  c++11引入函数式编程的概念中的lamda,让我们的代码更简洁,更灵活,也更强大,并提高了开发效率,提高了可维护性。再次说一声lamada真是个好东西!

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