Lambda 表达式语法

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本文演示了 lambda 表达式的语法和结构化元素。 有关 lambda 表达式的说明,请参阅Lambda 表达式。

函数对象与Lambdas

当你编写代码时,你可能会使用函数指针和函数对象来解决问题和执行计算,尤其是当你使用C++ 标准库算法。 函数指针和函数对象各有利弊。例如,函数指针具有最低的语法开销,但不保持范围内的状态,函数对象可保持状态,但需要类定义的语法开销。 lambda 结合了函数指针和函数对象的优点并避免其缺点。 lambda 与函数对象相似的是灵活并且可以保持状态,但不同的是其简洁的语法不需要显式类定义。 使用 lambda,你可以编写出比等效的函数对象代码更简洁、更不容易出错的代码。 以下示例将比较 lambda 的用途和函数对象的用途。 第一个示例使用 lambda 向控制台打印 vector 对象中的每个元素是偶数还是奇数。 第二个示例使用函数对象来完成相同任务。

示例 1:使用 Lambda

此示例将传递到 lambda for_each函数。 该 lambda 打印一个结果,该结果指出 vector 对象中的每个元素是偶数还是奇数。

// even_lambda.cpp
// compile with: cl /EHsc /nologo /W4 /MTd
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
   // Create a vector object that contains 9 elements.
   vector<int> v;
   for (int i = 1; i < 10; ++i) {
      v.push_back(i);
   }

   // Count the number of even numbers in the vector by
   // using the for_each function and a lambda.
   int evenCount = 0;
   for_each(v.begin(), v.end(), [&evenCount] (int n) {
      cout << n;
      if (n % 2 == 0) {
         cout << " is even " << endl;
         ++evenCount;
      } else {
         cout << " is odd " << endl;
      }
   });

   // Print the count of even numbers to the console.
   cout << "There are " << evenCount
        << " even numbers in the vector." << endl;
}

Output

1 is odd
2 is even
3 is odd
4 is even
5 is odd
6 is even
7 is odd
8 is even
9 is odd
There are 4 even numbers in the vector.

注释 在示例中,第三个参数for_each函数是一个 lambda。 [&evenCount] 部分指定表达式的捕获子句,(int n) 指定参数列表,剩余部分指定表达式的主体。

示例 2:使用函数对象

有时 lambda 过于庞大,无法在上一示例的基础上大幅度扩展。 下面的示例使用而不是 lambda、 函数对象一起使用for_each函数,以产生与示例 1 相同的结果。 两个示例都在 vector 对象中存储偶数的个数。 为保持运算的状态,FunctorClass 类通过引用存储 m_evenCount 变量作为成员变量。 若要执行此操作,FunctorClass实现函数调用运算符operator ()。 MicrosoftC++编译器生成的代码,这与在大小和性能示例 1 中的 lambda 代码。 对于类似本文中示例的基本问题,较为简单的 lambda 设计可能优于函数对象设计。 但是,如果你认为该功能在将来可能需要重大扩展,则使用函数对象设计,这样代码维护会更简单。 有关详细信息operator (),请参阅函数调用。 有关详细信息for_each函数中,请参阅for_each。

// even_functor.cpp
// compile with: /EHsc
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class FunctorClass
{
public:
    // The required constructor for this example.
    explicit FunctorClass(int& evenCount)
        : m_evenCount(evenCount) { }

    // The function-call operator prints whether the number is
    // even or odd. If the number is even, this method updates
    // the counter.
    void operator()(int n) const {
        cout << n;

        if (n % 2 == 0) {
            cout << " is even " << endl;
            ++m_evenCount;
        } else {
            cout << " is odd " << endl;
        }
    }

private:
    // Default assignment operator to silence warning C4512.
    FunctorClass& operator=(const FunctorClass&);

    int& m_evenCount; // the number of even variables in the vector.
};

int main()
{
    // Create a vector object that contains 9 elements.
    vector<int> v;
    for (int i = 1; i < 10; ++i) {
        v.push_back(i);
    }

    // Count the number of even numbers in the vector by
    // using the for_each function and a function object.
    int evenCount = 0;
    for_each(v.begin(), v.end(), FunctorClass(evenCount));

    // Print the count of even numbers to the console.
    cout << "There are " << evenCount
        << " even numbers in the vector." << endl;
}

Output

1 is odd
2 is even
3 is odd
4 is even
5 is odd
6 is even
7 is odd
8 is even
9 is odd
There are 4 even numbers in the vector.