Что такое лямбда-выражение в C ++ 11?

Question

Что такое лямбда-выражение в C ++ 11?

1223

Что такое лямбда-выражение в С++ 11? Когда я его буду использовать? Какой класс проблемы они решают, что было невозможно до их введения?

Несколько примеров, и примеры использования были бы полезны.

Nawaz 02 окт. 2011, в 14:09

Источник

8

Я видел случай, когда лямбда была очень полезна: мой коллега делал код, имеющий миллионы итераций для решения задачи оптимизации пространства. Алгоритм был намного быстрее при использовании лямбды, чем правильная функция! Компилятор Visual C ++ 2013.
sergiol 12 фев. 2017, в 20:03

Теги:

c++

c++11

lambda

c++-faq

9 ответов

694

Что такое лямбда-функция?

Концепция лямбда-функции С++ возникает в исчислении лямбда и функциональном программировании. Лямбда - неназванная функция, которая полезна (в реальном программировании, а не в теории) для коротких фрагментов кода, которые невозможно повторно использовать, и их не стоит называть.

В С++ функция лямбда определяется следующим образом

[]() { } // barebone lambda

или во всей красе

[]() mutable -> T { } // T is the return type, still lacking throw()

[] - это список захвата, () список аргументов и {} тело функции.

Список захвата

Список захвата определяет, что извне лямбда должно быть доступно внутри тела функции и как. Это может быть:

значение: [x]
ссылка [& x]
любая переменная, находящаяся в настоящее время в области по ссылке [&]
то же, что и 3, но по значению [=]

Вы можете смешать все вышеперечисленное в списке, разделенном запятыми [x, &y].

Список аргументов

Список аргументов такой же, как и в любой другой функции С++.

Тело функции

Код, который будет выполняться при вызове лямбда.

Вывод типа возврата

Если lambda имеет только один оператор return, возвращаемый тип может быть опущен и имеет неявный тип decltype(return_statement).

Mutable

Если лямбда отмечена как изменяемая (например, []() mutable { }), ей разрешено изменять значения, которые были зафиксированы по значению.

Использовать случаи

Библиотека, определенная стандартом ISO, сильно выигрывает от lambdas и повышает удобство использования нескольких баров, так как теперь пользователям не нужно загромождать свой код небольшими функторами в некоторой доступной области.

С++ 14

В С++ 14 lambdas были расширены различными предложениями.

Инициализированные снимки лямбда

Теперь элемент списка захвата можно инициализировать с помощью =. Это позволяет переименовывать переменные и захватывать, перемещаясь. Пример, взятый из стандарта:

int x = 4;
auto y = [&r = x, x = x+1]()->int {
            r += 2;
            return x+2;
         }();  // Updates ::x to 6, and initializes y to 7.

и один из Википедии, показывающий, как захватить с помощью std::move:

auto ptr = std::make_unique<int>(10); // See below for std::make_unique
auto lambda = [ptr = std::move(ptr)] {return *ptr;};

Общие Lambdas

Теперь Lambdas может быть общим (auto будет эквивалентен T здесь, если T были аргументом шаблона типа где-то в окружении):

auto lambda = [](auto x, auto y) {return x + y;};

Улучшенная вычитание возвращаемого типа

С++ 14 позволяет выводить возвращаемые типы для каждой функции и не ограничивает ее функциями вида return expression;. Это также распространяется на лямбда.

pmr 02 окт. 2011, в 17:25

1

В вашем примере для инициализированных лямбда-захватов выше, почему вы заканчиваете функцию lamba с помощью () ;? Это выглядит как [] () {} (); вместо [](){};. Также не должно ли значение х быть 5?
Ramakrishnan Kannan 09 июнь 2016, в 13:25
3

@RamakrishnanKannan: 1) оператор () должен вызывать лямбду сразу после ее определения и давать y ее возвращаемое значение. Переменная y является целым числом, а не лямбда-выражением. 2) Нет, x = 5 является локальным для лямбды (захват по значению, у которого просто совпадает имя с внешней переменной области видимости x), и затем возвращается x + 2 = 5 + 2. Переназначение внешней переменной x происходит через ссылку r: r = &x; r += 2; , но это происходит с первоначальным значением 4.
The Vee 14 июль 2016, в 13:40

146

Лямбда-выражения обычно используются для инкапсуляции алгоритмов, чтобы они могли быть переданы другой функции. Однако можно выполнить лямбда сразу после определения:

[&](){ ...your code... }(); // immediately executed lambda expression

функционально эквивалентно

{ ...your code... } // simple code block

Это делает лямбда-выражения мощным инструментом для реорганизации сложных функций. Вы начинаете с упаковки раздела кода в лямбда-функции, как показано выше. Затем процесс явной параметризации можно выполнить постепенно с промежуточным тестированием после каждого шага. Как только вы полностью настроили код-блок (как показано при удалении &), вы можете переместить код во внешнее местоположение и сделать его нормальной функцией.

Аналогично, вы можете использовать лямбда-выражения для инициализировать переменные на основе результата алгоритма...

int a = []( int b ){ int r=1; while (b>0) r*=b--; return r; }(5); // 5!

Как способ разделения вашей логики программ, вы можете даже счесть полезным передать лямбда-выражение в качестве аргумента в другое выражение лямбда...

[&]( std::function<void()> algorithm ) // wrapper section
   {
   ...your wrapper code...
   algorithm();
   ...your wrapper code...
   }
([&]() // algorithm section
   {
   ...your algorithm code...
   });

Лямбда-выражения также позволяют создавать названные вложенные функции, что может быть удобным способом избежать дублирования логики. Использование именованных lambdas также имеет тенденцию быть немного легче на глазах (по сравнению с анонимными встроенными лямбдами) при передаче нетривиальной функции в качестве параметра другой функции. Примечание: не забудьте точку с запятой после закрытия фигурной скобки.

auto algorithm = [&]( double x, double m, double b ) -> double
   {
   return m*x+b;
   };

int a=algorithm(1,2,3), b=algorithm(4,5,6);

Если последующее профилирование показывает значительные служебные издержки инициализации для объекта функции, вы можете переписать это как обычную функцию.

nobar 01 март 2013, в 09:12