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lambda 源自希腊字母表中第 11 位的 λ,在计算机科学领域,它则被用来表示一种匿名函数。所谓匿名函数,简单地理解就是没有名称的函数,又常被称为 lambda 函数或者 lambda 表达式。
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参数说明:
外部变量格式 | 功能 |
---|---|
[] | 空方括号表示当前 lambda 匿名函数中不导入任何外部变量。 |
[=] | 只有一个 = 等号,表示以值传递的方式导入所有外部变量; |
[&] | 只有一个 & 符号,表示以引用传递的方式导入所有外部变量; |
[val1,val2,…] | 表示以值传递的方式导入 val1、val2 等指定的外部变量,同时多个变量之间没有先后次序; |
[&val1,&val2,…] | 表示以引用传递的方式导入 val1、val2等指定的外部变量,多个变量之间没有前后次序; |
[val,&val2,…] | 以上 2 种方式还可以混合使用,变量之间没有前后次序。 |
[=,&val1,…] | 表示除 val1 以引用传递的方式导入外,其它外部变量都以值传递的方式导入。 |
[this] | 表示以值传递的方式导入当前的 this 指针。 |
最简单的lambda匿名函数注意,单个外部变量不允许以相同的传递方式导入多次。例如 [=,val1] 中,val1 先后被以值传递的方式导入了 2 次,这是非法的。
[]{}
此 lambda 匿名函数未引入任何外部变量([] 内为空),也没有传递任何参数,没有指定 mutable、noexcept 等关键字,没有返回值和函数体。所以,这是一个没有任何功能的 lambda 匿名函数。
2. lambda匿名函数的使用 2.1 lambda匿名函数的定义和使用#include#include
using namespace std;
int main()
{
int num[4] = { 4, 2, 3, 1 };
// 对数组 num 中的元素进行升序排序
sort(num, num + 4, [=](int x, int y) ->bool { return x< y; });
for (int n : num) {
cout<< n<< " ";
}
return 0;
}
以上程序通过调用 sort() 函数实现了对 num 数组中元素的升序排序,其中就用到了 lambda 匿名函数。而如果使用普通函数,需以如下代码实现:
#include#include
using namespace std;
// 自定义的升序排序规则
bool sort_up(int x, int y) {
return x< y;
}
int main()
{
int num[4] = { 4, 2, 3, 1 };
// 对数组 num 中的元素进行升序排序
sort(num, num + 4, sort_up);
for (int n : num) {
cout<< n<< " ";
}
return 0;
}
此程序中 sort_up() 函数的功能和上一个程序中的 lambda 匿名函数完全相同。显然在类似的场景中,使用 lambda 匿名函数更有优势。
除此之外,虽然 lambda 匿名函数没有函数名称,但我们仍可以为其手动设置一个名称,比如:
#includeusing namespace std;
int main()
{
// display 即为 lambda 匿名函数的函数名
auto display = [](int a,int b) ->void{cout<< a<< " "<< b;};
// 调用 lambda 函数
display(10,20); // 输出:10 20
return 0;
}
可以看到,程序中使用 auto 关键字为 lambda 匿名函数设定了一个函数名,由此我们即可在作用域内调用该函数。
2.2 值传递和引用传递的区别#includeusing namespace std;
// 全局变量
int all_num = 0;
int main()
{
// 局部变量
int num_1 = 1;
int num_2 = 2;
int num_3 = 3;
cout<< "lambda1:\n";
auto lambda1 = [=] {
// 全局变量可以访问甚至修改
all_num = 10;
// 函数体内只能使用外部变量,而无法对它们进行修改
cout<< num_1<< " "
<< num_2<< " "
<< num_3<< endl;
};
lambda1();
cout<< all_num<< endl;
cout<< "lambda2:\n";
auto lambda2 = [&] {
all_num = 100;
num_1 = 10;
num_2 = 20;
num_3 = 30;
cout<< num_1<< " "
<< num_2<< " "
<< num_3<< endl;
};
lambda2();
cout<< all_num<< endl;
return 0;
}
程序执行结果为:
lambda1:
1 2 3
10
lambda2:
10 20 30
100
可以看到,在创建 lambda1 和 lambda2 匿名函数的作用域中,有 num_1、num_2 和 num_3 这 3 个局部变量,另外还有 all_num 全局变量。其中,lambda1 匿名函数是以 [=] 值传递的方式导入的局部变量,这意味着默认情况下,此函数内部无法修改这 3 个局部变量的值,但全局变量 all_num 除外。相对地,lambda2 匿名函数以 [&] 引用传递的方式导入这 3 个局部变量,因此在该函数的内部就可以访问这 3 个局部变量,还可以任意修改它们。同样,也可以访问甚至修改全局变量。当然,如果我们想在 lambda1 匿名函数的基础上修改外部变量的值,可以借助 mutable 关键字,例如:
auto lambda1 = [=]() mutable{
num_1 = 10;
num_2 = 20;
num_3 = 30;
// 函数体内只能使用外部变量,而无法对它们进行修改
cout<< num_1<< " "<< num_2<< " "<< num_3<< endl;
};
由此,就可以在 lambda1 匿名函数中修改外部变量的值。但需要注意的是,这里修改的仅是 num_1、num_2、num_3 拷贝的那一份的值,真正外部变量的值并不会发生改变。
2.3 执行抛出异常类型#includeusing namespace std;
int main()
{
auto except = []()throw(int) {
throw 10;
};
try {
except();
}
catch (int) {
cout<< "捕获到了整形异常"; // 输出:捕获到了整形异常
}
return 0;
}
可以看到,except 匿名数组中指定函数体中可以抛出整形异常,因此当函数体中真正发生整形异常时,可以借助 try-catch 块成功捕获并处理。
在此基础上,再看一下反例:
#includeusing namespace std;
int main()
{
auto except1 = []()noexcept {
throw 100;
};
auto except2 = []()throw(char) {
throw 10;
};
try {
except1();
except2();
}
catch (int) {
cout<< "捕获到了整形异常"<< endl;
}
return 0;
}
此程序运行会直接崩溃,原因很简单,except1 匿名函数指定了函数体中不发生任何异常,但函数体中却发生了整形异常;except2 匿名函数指定函数体可能会发生字符异常,但函数体中却发生了整形异常。由于指定异常类型和真正发生的异常类型不匹配,导致 try-catch 无法捕获,最终程序运行崩溃。
如果不使用 noexcept 或者 throw(),则 lambda 匿名函数的函数体中允许发生任何类型的异常。
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