為什么引入Lambda？C++11 Lambda表達式介紹

為什么引入Lambda

Lambda表達式是一個可以內(nèi)聯(lián)在我們代碼中的函數(shù)，我們可以將他傳遞給另外一個函數(shù)。在沒有引入Lambda表達式之前，當我們遇到需要對多個數(shù)據(jù)，按照同一規(guī)則進行操作的時候，創(chuàng)建機動函數(shù)會更簡單，但是必須在其他地方定義好該函數(shù)，然后再使用它，有時候兩者之間可能距離離的很遠，想要了解該函數(shù)內(nèi)部操作的原理，需要翻閱多頁源代碼找它的定義，這樣使得代碼的可讀性大打折扣。這就是Lambda表達式出現(xiàn)的主要原因。

基本的Lambda語法

lambda表達式是一個匿名函數(shù)。其可以捕獲作用域中的變量。其在C++11中常用的語法如下：

[captures](params){body}
[captures]{body}  //省略了形參列表，函數(shù)不接收實參，如同形參列表為()
[captures](params)- >return-type{body}  //return-type為返回類型


//eg:
//捕獲列表     參數(shù)列表           函數(shù)體
    []   (int a, int b)  { return a < b;}
//捕獲列表     參數(shù)列表      返回類型          函數(shù)體
    []   (double x)  - > double   {int y = x; return x - y;}
/*注：Lambda函數(shù)沒有聲明返回類型，其返回類型相當于使用decltyp根據(jù)返回值推斷得到的。
     如果函數(shù)體內(nèi)不包含返回語句，則推斷出返回類型為void。
     但是僅當函數(shù)體完全由一條返回語句組成時，自動類型推斷才管用
     否則，需要使用新增的返回類型后置語法*/

【 注 ：Lambda表達式自動推斷返回值類型：有些編譯器，像GCC，即使你有多于一個返回語句也不可以自動推斷成功，但標準不保證這一點，因此為了防止意外的發(fā)生，當函數(shù)體內(nèi)返回語句不止一條的時候，建議使用返回類型后置語法】

其中captures為捕獲，它一個包含0個或者多個捕獲符的用逗號分隔的列表。params為參數(shù)列表，body為函數(shù)體。默認的捕獲符只有：

• &：采用引用隱式捕獲的方式使用自動變量
• =：采用復制隱式捕獲的方式使用自動變量

  []        // 默認不捕獲
  [&]       // 默認以引用捕獲（意味著在函數(shù)體內(nèi)可以按照引用的方式使用Lambda表達式所在范圍內(nèi)所有可見的局部變量）
  [&, i]    // 以引用捕獲（同上），但i以值捕獲
  [=]       // 默認以復制捕獲（意味著在函數(shù)體內(nèi)可以按照值傳遞的方式使用Lambda表達式所在范圍內(nèi)所有可見的局部變量）
  [=, &i]   // 以復制捕獲（同上），但 i 以引用捕獲
  

下面我們通過C++ Primer Plus中的一個例子進一步理解Lambda表達式：

#include < iostream >
#include < vector >
#include < algorithm >
#include < cmath >
#include < ctime >
const long Size = 390000L;
int main()
{
  using std::cout;
  std::vector< int > numbers(Size);
  std::srand(std::time(0));
  std::generate(numbers.begin(), numbers.end(), std::rand);
  cout < < "Sample size = " < < Size < < 'n';
  // using lambdas
  int count3 = std::count_if(numbers.begin(), numbers.end(),
                             [](int x){return x % 3 == 0;});
  cout < < "Count of numbers divisible by 3: " < < count3 < < 'n';
  int count13 = 0;
  std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(),
                [&count13](int x){count13 += x % 13 == 0;});
  cout < < "Count of numbers divisible by 13: " < < count13 < < 'n';
  // using a single lambda
  count3 = count13 = 0;
  std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(),
                [&](int x){count3 += x % 3 == 0; count13 += x % 13 == 0;});
  cout < < "Count of numbers divisible by 3: " < < count3 < < 'n';
  cout < < "Count of numbers divisible by 13: " < < count13 < < 'n';
  return 0;
}

程序輸出結(jié)果：

Sample size = 390000
Count of numbers divisible by 3: 130274
Count of numbers divisible by 13: 30009
Count of numbers divisible by 3: 130274
Count of numbers divisible by 13: 30009

Lambda與STL的結(jié)合

當STL中的算法（algorithms）庫遇到Lambda的時候，會碰出什么樣的火花呢？毋庸置疑，這極大的提高我們的編程效率，更提高了代碼的整潔性和可讀性，例如：

vector< int > v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
//不使用Lambda表達式
for ( auto itr = v.begin(); itr != v.end(); itr++ )
{
    cout < < *itr;
}

//使用Lambda表達式
for_each( v.begin(), v.end(), [] (int val){cout < < val;} );

正如上面的例子，使用Lambda表達式后，代碼顯的更漂亮，而且它的可讀性也很強，結(jié)構(gòu)更緊湊。

總結(jié)

Lambda 引入，使我們在某些情況下，能夠?qū)㈩愃朴诤瘮?shù)的表達式用作接受函數(shù)指針或函數(shù)符的函數(shù)的參數(shù)。它更像膠水代碼，允許我們將簡單的處理邏輯傳遞到需要的位置，提高開發(fā)效率，使得代碼結(jié)構(gòu)簡潔而且易于理解。