[C/C++11语法]_[初级]_[lamba 表达式介绍]
2016-03-21 10:06
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场景
lambda 表达式在很多语言里都有一席之地,因为它的原因,可以在函数里快速定义一个便携的函数,或者在函数参数里直接快速构造和传递.它可以说是匿名函数对象,一般只适用于某个函数内,只做临时使用.
一般是需要在对某个数据临时特殊处理时使用,比如对某种参数类型进行限定的再次封装和行为约束.
参考
1. C# Lambda表达式及其优势2. Lambda Expressions in C++
3. Exception Specifications (throw) (C++)
4. noexcept (C++)
说明
lambda 语法.图1:
Capture Clause(捕抓条款)组合:
规则1:
[] : 空捕抓条款,表明 lambda body 不访问闭合范围(enclosing scope)的任何变量.[&] : 以引用的方式访问闭合范围内的前面已声明变量.
[=] : 以值的方式访问闭合范围内的前面已声明的变量.
[this] : 访问类实例的this指针.
规则2
&,=,this 默认类型不能同时声明相同类型的捕抓不能和默认类型同时声明,比如[&,&i] // 编译错误
不相同类型的非默认类型可以同时声明.比如[&i,j]
对同一个变量不能捕抓多次或者同时以不同捕抓方式声明. [&i,&i] [&i,i]
Parameter List(参数列表)
和捕抓列表不一样,lambda可以输入参数,一般情况下参数是为了和 C++ 函数转换才需要.也可以使用 lambda 表达式作为参数.
在C++14里, 如果使用的是泛型参数,那么你可以使用 auto 声明.
auto y = [] (auto first, auto second) { return first + second; };
Mutable Specification(Mutable关键字)
可以使用mutable来修改捕抓条款里声明的传值变量, 注意只是相当于声明了一个本地的mutable变量作为临时变量而已,并不会修改enclosing scope 变量范围的值. 看 例子1Exception Specification(异常规范)
可以使用throw()来声明这个lambda 不抛出C++异常. 但是在C++11里这种使用方式已经被废弃.Return Type(返回类型)
vs2010 必须声明返回类型.gcc 可以不声明返回类型,但是body 里必须有能推导的 return 表达式类型.
其他
参考C++14 lambda Expression 的说明.lambda 和 C++普通函数的转换.
根据C++14 lambda表达式条款6, lambda 可以转换为C++函数, 但是必须满足以下的转化条件,而且只能转换为闭包类型自带的特定类型的函数, 闭包类型自带了一个函数指针?.The closure type for a non-generic lambda-expression with no lambda-capture has a public non-virtual non-
explicit const conversion function to pointer to function with C ++ language linkage (7.5) having the same
parameter and return types as the closure type’s function call operator.
– 转换前的 lambda 条件:
1. 非泛型.
2. 没有捕抓列表(即没有捕抓任何变量)
– 转换后的 函数
1. 同参数.
2. 相同返回类型.
3. 非虚拟
4. 非显式常量.(non-explicit const)
例子
例子1
lambda 在STL里的使用场景.由于vs2010 并不支持lambda 到 C++ 函数的转换,所以并不能通过编译.
mutable 的作用.
vs2010
#include "stdafx.h" #include <memory> #include <Windows.h> #include <stdlib.h> #include <algorithm> #include <iostream> #include <vector> #include <string> #include <regex> class B { public: B(int value):two("B") { one = value; std::cout << "B" << std::endl; } ~B(){two.clear(); std::cout << "~B" << std::endl;} int one; std::string two; }; void TestSort() { std::cout << "TestSort" << std::endl; // 2010也不支持快速枚举. for(B* b: bs) // 创建10个对象 std::vector<B*> bs(10); int value = 0; std::generate(bs.begin(),bs.end(),[&value]()->B* { B* b = new B(++value); return b; }); // 搜索奇数的对象 std::vector<B*> bs2; std::for_each(bs.begin(),bs.end(),[&bs2](B* b) { if(b->one % 2) { bs2.push_back(b); } }); // 排序之前是升序. std::cout << "Before Sort ==" << std::endl; std::for_each(bs2.begin(),bs2.end(),[](B* b) { std::cout << b->one << std::endl; }); // 降序排列 std::cout << "After Sort ==" << std::endl; std::sort(bs2.begin(),bs2.end(),[](B* first,B* second) { return first->one > second->one; }); std::for_each(bs2.begin(),bs2.end(),[](B* b) { std::cout << b->one << std::endl; }); } typedef void (*FUNC)(); void Foo(FUNC func) { func(); } void TestLambdaAsync() { std::cout << "TestLambdaAsync ==" << std::endl; //2010 不支持lambda转换为FUNC,它只能用于template里的实现;需要vs2012以上才支持.vs2010支持lambda到FUNC的转换. // 这样就可以直接在 CreateThread里使用 lambda. //g++ 4.8.1 可以. // Foo([](){std::cout << "lambda" << std::endl;}); // 错误 2 error C2664: “Foo”: 不能将参数 1 从“`anonymous-namespace'::<lambda6>”转换为“FUNC” } void TestMutable() { std::cout << "TestMutable==========" << std::endl; int m = 0; int n = 0; //去掉mutable会出现编译错误.Error:表达式必须是可以修改的左值. // mutable 作用之一就是省略掉本地变量的定义. // [&, n] (int a){ int n1 = n; m = ++n1 + a; }(4); [&, n] (int a)mutable{m = ++n + a; }(4); std::cout << m << std::endl << n << std::endl; } int main(int argc, char const *argv[]) { TestSort(); TestMutable(); return 0; }
输出:
B B B B B B B B B Before Sort == 1 3 5 7 9 After Sort == 9 7 5 3 1 TestMutable========== 5 0
例子2
使用了lambda 作为 pthread 的回调函数.多线程下使用 shared_ptr 的方法.
gcc 4.8.1
// function_lambda_expression.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <Windows.h> #include <algorithm> #include <iostream> #include <vector> #include <memory> #include <string> #include <string.h> #include "pthread.h" class A { public: A() { std::cout << "A" << std::endl; buf_ = (char*)malloc(6); strcpy(buf_,"hello"); } ~A() { free(buf_); buf_ = NULL; std::cout << "~A" << std::endl; } char* buf_; /* data */ }; // g++ 4.8.1 支持lambda函数到普通函数的转换,但是有条件,不支持capture(推理) // 查看C++14规范第6条款关于lambda表达式和普通C++函数的转换关系. // 传递共享指针,多线程共享变量例子. void TestLambdaAsync(std::shared_ptr<A>& a1) { std::cout << "Begin a1.use_count: " << a1.use_count() << std::endl; pthread_t t1; std::shared_ptr<A>* a = new std::shared_ptr<A>(a1); std::cout << "After a1.use_count: " << a1.use_count() << std::endl; // 如果是C函数指针作为参数,那么lambda也不能捕抓任何变量,如[&a],不然会报错. // error: cannot convert 'TestLambdaAsync()::__lambda0' to 'void* (*)(void*)' for argument '3' to 'int pthread_create(pthread_t*, pthread_attr_t_* const*, void* (*)(void*), void*)'},NULL); pthread_create(&t1,NULL,[](void* data)->void* { std::shared_ptr<A>* a = reinterpret_cast<std::shared_ptr<A>*>(data); std::cout << "pthread_create: " << (*a)->buf_ << std::endl; delete a; return NULL; },a); } int main() { std::cout << "Start ==" << std::endl; std::shared_ptr<A> a(new A()); for (int i = 0; i < 10; ++i) { TestLambdaAsync(a); } while(a.use_count() > 1) { std::cout << "Sleep" << std::endl; Sleep(1); } std::cout << "Exit ==" << std::endl; }
输出:
Start == A Begin a1.use_count: 1 After a1.use_count: 2 Begin a1.use_count: 2 After a1.use_count: 3 Begin a1.use_count: 3 After a1.use_count: 4 pthread_create: hello Begin a1.use_count: 3 After a1.use_count: 4 pthread_create: hello pthread_create: hello Begin a1.use_count: 2 After a1.use_count: 3 pthread_create: hello Begin a1.use_count: 3 After a1.use_count: 3 Begin a1.use_count: 3 After a1.use_count: 4 pthread_create: hello Begin a1.use_count: 3 After a1.use_count: 4 pthread_create: hello Begin a1.use_count: 3 After a1.use_count: 4 pthread_create: hello pthread_create: hello Begin a1.use_count: 2 After a1.use_count: 3 pthread_create: hello Sleep pthread_create: hello Exit == ~A
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