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一、问题引入

        在C++98中,如果想对一个数据集合中的元素进行排序,可以使用sort()方法,但如果待排序元素为自定义类型,就需要用户自己定义排序时的比较规则。

        随着C++语法的发展,人们开始觉得其编写比较复杂,每次为了实现一个algorithm算法,都要重新去写一个类,如果每次比较的逻辑不一样,还需要实现多个类,特别是相同类的命名,这些都给编程者带来了极大的不便。

        因此,C++11中出现了lambda表达式。

二、lambda表达式语法

1.书写格式

2.表达式各部分说明

(1)[capture-list]:捕捉列表

        该列表总是出现在lambda表方式的开始位置,编译器根据[]来判断接下来的代码是否为lambda函数,捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供lambda函数使用。

(2)(parameters):参数列表

        与普通函数的参数列表一致,如果不需要参数传递,则可以连同()一起省略。

(3)mutable

        默认情况下,lambda函数总是一个const函数,mutable可以取消其常量性,使用mutable修饰时,参数列表不可以省略(即使参数为空)。

(4)->return-type:返回值类型

        用追踪返回类型形式声明函数的返回值类型,没有返回值时此部分可省略。返回值类型明确情况下,也可以省略,由编译器对返回值类型进行推导。

(5){statement}:函数体

        在该函数体内,除了可以使用其参数外,还可以使用所有捕获到的变量。

注意:在lambda函数定义中,参数列表和返回值类型都是可选部分,而捕捉列表和函数体可以为空。因此C++11中最简单的lambda函数为[]{},该lambda函数不能做任何事情。

        可以看出,lambda表达式实际上可以理解为一个匿名函数,且该函数无法直接被调用,但可以借助auto将其赋值给一个变量,那么就可以通过该变量像函数一样进行调用。

3.捕获列表

捕获列表描述了上下文中那些数据可以被lambda使用,以及使用的方式是传值还是传引用:

(1)[var]:表示值传递方式捕捉变量var;

(2)[=]:表示值传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this);

(3)[&var]:表示引用传递方式捕捉变量var;

(4)[&]:表示引用传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this);

(5)[this]:表示值传递方式捕捉当前的this指针。

注意:

(1)父作用域:指包含lambda函数的语句块;

(2)语法上,捕获列表可以由多个捕捉项组成,并以逗号隔开

        例如:[=, &a, &b]表示以值传递方式捕获所有变量,以引用传递方式捕获变量a,b。

(3)捕获列表不允许变量重复传递,否则会导致编译错误

        例如:[=,a]其中=以及以值传递方式捕获了所有变量,再捕捉a则重复捕捉了。

(4)在块作用域以外的lambda函数捕获列表必须为空;

(5)在块作用域中的lambda函数仅能捕捉父作用域中的局部变量,捕捉任何非此作用域或非局部变量都会导致编译报错。

(6)lambda表达式之间不能互相赋值,即使看起来类型相同。

三、函数对象与lambda表达式

1.函数对象(仿函数)

        函数对象,又称为仿函数,即可以像函数一样使用的对象,其原理就是在类中重载了operator()运算符的类对象,使其拥有了类似于函数的动作。

2.lambda表达式

        从使用方式上来看,lambda表达式与函数对象完全一样。实际在底层编译器对lambda表达式的处理方式,就是按照函数对象的方式进行处理的。

即:定义了一个lambda表达式,则编译器会自动生成一个对应的类,并在该类中重载了operator()。


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