lambda表达式—

lambda表达式

等价于匿名函数对象，又称为“闭包”(closure)，更便捷，表达更直接。表达式要素包括：
1：捕获列表
2：参数列表
3：mutable修饰符，表达传值或传引用
4：noexcept
5：返回值类型声明 ->
6：表达式体{...}lambda表达式可接受参数，可返回值，可模板化，也可以通过传值或传引用从闭包范围内访问变量。
编译器将lambda表达式编译为具名函数对象

捕获列表

lambda表达式，从闭包作用域捕获变量而获得状态，分为传值和传引用。
捕获变量登记与函数对象中的示例数据成员。[=] 值捕获所有变量[&] 引用捕获所有变量[&x] 引用捕获x变量[x]  值捕获x[=,&x] 默认值捕获，x变量通过引用捕获[&,x] 默认引用捕获，x通过值捕获[this] 捕获当前对象，可访问所有共有成员，C++20中不允许隐式捕获this[=,x],[&,&x] 错误，重复指定注意：即便默认要值捕获，全局变量总是使用引用捕获使用初始化捕获表达式表达move捕获

示例及分析

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;class Point{public:double x;double y;void print() const {std::cout << x<< ", "<<y<<endl;;}
};int number=100;  //全局变量可以在lambda修改，跨越所有，捕获类型管理不到
int main()
{Point p1{100,200}; Point p2{100,200};//=表示值捕获，就是将外部变量拷贝进来，声明的时候，只能用auto，因为是匿名对象//如果没有mutable，会报错，不允许修改p1，p2；如果修改捕获对象，就需要mutableauto lambda1 = [=] (int n) mutable    //p1，p2为外部变量，实际调用了拷贝构造函数{p1.x+=n;   //从外部拷贝进来了，此处修改不影响外部p1p1.y+=n;p2.x+=n;p2.y+=n;p1.print();  //print()有个const，如果此时p1，p2没修改(即上面4行不存在)，如果print没有const，lambda也需要mutable(编译器认为调用函数也可能更改了)p2.print();number++;  //全局变量直接使用};//Lambda_Value lambda1(p1,p2);lambda1(10);  //外部看不到p1，p2，打印110，210lambda1(10); //多执行一次，会改变lambda对象内部的p1，p2，栈上的lambda对象没有销毁，120，220p1.print();   //不改变外部的p1，p2，所以此处打印是一样的，100，200p2.print();cout<<sizeof(lambda1)<<endl; //没有捕获，就是一个空类，有捕获后，就有32bytecout<<sizeof(Point)<<endl;      //cout<<"lambda1------------"<<endl;auto lambda2 = [&] (int n)   //引用捕获，不用mutable，lambda内部修改会传递到外部{p1.print();p2.print();p1.x+=n;p1.y+=n;p2.x+=n;p2.y+=n;number++;   //全局的执行也有效果};//Lambda_Ref lambda2(p1,p2);lambda2(100);//p1,p2先打印原始值，之后 p1:200,300; p2:200,300p1.print(); //200,300p2.print();p1.x+=5;  //p1.x = 205p1.y+=5; //p1.y = 305p2.x+=5;p2.y+=5;lambda2(100);  //引用捕获，外部更改也会影响引用捕获内部变量，先打印205，305，之后305，405//return lambda2;    //隐蔽错误，因为lambda2是引用捕获，函数返回后，p1,p2销毁了，值捕获就没有问题cout<<number<<endl;    //lambda内部修改此处表现出来了cout<<sizeof(lambda2)<<endl;//只是引用，大小不计算引用参数大小cout<<"lambda2------------"<<endl;auto lambda3 = [=, &p1] ()    //默认值捕获，但p1使用引用捕获{p1.x++;p1.y++; //p1修改外部更改，306，406p2.print(); //值捕获305，405};lambda3();//auto lambda4 = [ &, &p1] () 或者 auto lambda4 = [ =, p1] () 都是重复性错误auto lambda4 = [ &, p1] ()    //默认引用捕获，p1是值捕获{p1.print();  p2.x++;   //引用捕获，p2：306，406p2.y++;};lambda4();//   auto lambda5 = [p2, &number] ()    //失败，number不能auto lambda5 = [p2] () //单独对p2值捕获{p2.print();  //306,406};lambda5();auto lambda6 = [&p1] ()   //单独对p1引用捕获{p1.x++;p1.y++;};lambda6();
}

捕获原理

//引用lambda内存模型，表达式内部p1，p2就是外部的p1，p2
//引用就是同一个地址，本质就是一个别名struct Lambda_Ref{//引用就是一个指针，就是8byte，引用的大小固定了Point& p1;    //生命周期不好管理Point& p2;Lambda_Ref( Point& p1, Point& p2):p1(p1),p2(p2){}void operator()(int n) {p1.x+=n;p1.y+=n;p2.x+=n;p2.y+=n;}};//值捕获生成的代码
struct Lambda_Value{Point p1;Point p2;Lambda_Value(const Point& p1, const Point& p2):p1(p1),p2(p2)  //传值，拷贝{}void operator()(int n) {p1.x+=n;p1.y+=n;p2.x+=n;p2.y+=n;}
};

编译、结果输出

kongcb@tcu-pc:~/testcode/lambda$ g++ lamba_capture.cpp -o lamba_capture
kongcb@tcu-pc:~/testcode/lambda$ ./lamba_capture
110, 210
110, 210
120, 220
120, 220
100, 200
100, 200
32
16
lambda1------------
100, 200
100, 200
200, 300
200, 300
205, 305
205, 305
104
16
lambda2------------
305, 405
306, 406
306, 406

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