C++ Lambda

 生成随机数字

      假设咱们有一个vector<int>容器，想用100之内的随机数初始化它，其中一个办法是经过generate函数生成，如代码1所示。generate函数接受三个参数，前两个参数指定容器的起止位置，后一个参数指定生成逻辑，这个逻辑正是经过Lambda来表达的。

代码 1

      咱们如今看到Lambda是最简形式，只包含捕获子句和函数体两个必要部分，其余部分都省略了。[]是Lambda的捕获子句，也是引出Lambda的语法，当编译器看到这个符号时，就知道咱们在写一个Lambda了。函数体经过{} 包围起来，里面的代码和一个普通函数的函数体没有什么不一样，www.189works.com。

      那么，代码1生成的随机数字里有多少个奇数呢，咱们能够经过for_each函数数一下，如代码3所示。和generate函数不一样的是，for_each函数要求咱们提供的Lambda接受一个参数。通常状况下，若是Lambda的参数列表不包含任何参数，咱们能够把它省略，就像代码1所示的那样；若是包含多个参数，能够经过逗号分隔，如(int index, std::string item)。

代码 2

      看到这里，细心的读者可能已经发现代码2的捕获子句里面多了一个"&odd_count"，这是用来干吗的呢？咱们知道，这个代码的关键部分是在Lambda的函数体里修改一个外部的计数变量，常见的语言（如C#）会自动为Lambda捕获当前上下文的全部变量，但C++要求咱们在Lambda的捕获子句里显式指定想要捕获的变量，不然没法在函数体里使用这些变量。若是捕获子句里面什么都不写，像代码1所示的那样，编译器会认为咱们不须要捕获任何变量。

      除了显式指定想要捕获的变量，C++还要求咱们指定这些变量的传递方式，能够选择的传递方式有两种：按值传递和按引用传递。像[&odd_count] 这种写法是按引用传递，这种传递方式使得你能够在Lambda的函数体里对odd_count变量进行修改。相对的，若是变量名字前面没有加上"&"就是按值传递，这些变量在Lambda的函数体里是只读的，www.189works.com。

      若是你但愿按引用传递捕获当前上下文的全部变量，能够把捕获子句写成[&]；若是你但愿按值传递捕获当前上下文的全部变量，能够把捕获子句写成[=]。若是你但愿把按引用传递设为默认的传递方式，同时指定个别变量按值传递，能够把捕获子句写成[&, a, b]；同理；若是默认的传递方式是按值传递，个别变量按引用传递，能够把捕获子句写成[=, &a, &b]。值得提醒的是，像[&, a, &b]和[=, &a, b]这些写法是无效的，由于默认的传递方式均已覆盖b变量，无需单独指定，有效的写法应该是[&, a]和[=, &a]。

 

生成等差数列

      如今咱们把一开始的问题改一下，经过generate函数生成一个首项为0，公差为2的等差数列。有了前面关于捕获子句的知识，咱们很容易想到代码3这个方案，首先按引用传递捕获i变量，而后在Lambda的函数体里修改它的值，并返回给generate函数。

代码 3

      若是咱们把i变量的传递方式改为按值传递，而后在捕获子句后面加上mutable声明，如代码4所示，咱们能够获得相同的效果，我指的是输出结果。那么，这两个方案有什么不同呢？调用generate函数以后检查一下i变量的值就会找到答案了。须要说明的是，若是咱们加上mutable声明，参数列表就不能省略了，即便里面没有包含任何参数。

代码 4

      使用代码3这个方案，i变量的值在调用generate函数以后是18，而使用代码4这个方案，i变量的值是-2。这个意味着mutable声明使得咱们能够在Lambda的函数体修改按值传递的变量，但这些修改对Lambda之外的世界是不可见的，有趣的是，这些修改在Lambda的屡次调用之间是共享的。换句话说，代码4的generate函数调用了10次Lambda，前一次调用时对i变量的修改结果能够在后一次调用时访问获得，www.189works.com。

      这听起来就像有个对象，i变量是它的成员字段，而Lambda则是它的成员函数，事实上，Lambda是函数对象（Function Object）的语法糖，代码4的Lambda最终会被转换成代码5所示的Functor类。

代码 5

你也能够把代码4的Lambda替换成Functor类，如代码6所示。

代码 6

 

如何声明Lambda的类型？

      到目前为止，咱们都是把Lambda做为参数直接传给函数的，若是咱们想把一个Lambda传给多个函数，或者把它看成一个函数屡次调用，那么就得考虑把它存到一个变量里了，问题是这个变量应该如何声明呢？若是你确实不知道，也不想知道，那么最简单的办法就是交给编译器处理，如代码7所示，这里的auto关键字至关于C#的var，编译器会根据咱们用来初始化f1变量的值推断它的实际类型，这个过程是静态的，在编译时完成。

代码 7

      若是咱们想定义一个接受代码7的Lambda做为参数的函数，那么这个参数的类型又该如何写呢？咱们能够把它声明为function模板类型，如代码8所示，里面的类型参数反映了Lambda的签名——两个int参数，一个int返回值。

代码 8

此外，你也能够把这个函数声明为模板函数，如代码9所示。

代码 9

不管你如何声明这个函数，调用的时候都是同样的，并且它们都能接受Lambda或者函数对象做为参数，如代码10所示。

代码 10

 

捕获变量的值何时肯定？

      如今，我要把代码7的Lambda调整成代码11所示的那样，经过捕获子句而不是参数列表提供输入，这两个参数分别使用不一样的传递方式，那么，我在第三行修改这两个参数的值会否对第四行的调用产生影响？

代码 11

      若是你运行代码11，你将会看到输出结果是5。为何？这是由于按值传递在声明Lambda的那一刻就已经肯定变量的值了，不管以后外面怎么修改，里面只能访问到声明时传过来的版本；而按引用传递则恰好相反，里面和外面看到的是同一个东西，所以在调用Lambda以前外面的任何修改对里面都是可见的。这种问题在C#里是没有的，由于C#只有按引用传递这种方式。

 

返回值的类型何时能够省略？

      最后，咱们一直没有提到返回值的类型，编译器会一直帮咱们自动推断吗？不会，只有两种状况能够在声明Lambda时省略返回值类型，而前面的例子恰好都知足这两种状况，所以推到如今才说：

• 函数体只包含一条返回语句，如最初的代码1所示。
• Lambda没有返回值，如代码2所示。

当你须要加上返回值的类型时，必须把它放在参数列表后面，而且在返回值类型前面加上"->"符号，如代码12所示。

代码 12

 

*以上代码均在Visual Studio 2010和Visual Studio 2012 RC上测试经过。