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

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

функционально эквивалентен

{ ...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. После полной настройки кодового блока (как показано в результате удаления &), вы можете переместить код во внешнее местоположение и сделать его нормальной функцией.

Аналогичным образом вы можете использовать лямбда-выражения для инициализации переменных на основе результата алгоритма ...

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

Как способ разбиения вашей логики на программу, вы можете даже счесть полезным передать лямбда-выражение в качестве аргумента другому lambda expression ...

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

Лямбда-выражения также позволяют создавать именованные 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 забывайте точку с запятой после закрывающей 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 нормальная функция.

Что такое лямбда-функция?

Концепция лямбда-функции C ++ основана на исчислении лямбда и функциональном программировании. Лямбда - это неназванная функция, которая полезна (в реальном программировании, а не в теории) для коротких фрагментов кода, которые невозможно повторно использовать и не стоит именовать.

В C ++ функция лямбда определяется следующим образом

[]() { } // barebone lambda

или во всей его славе

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

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

Список захвата

Список захвата определяет, что из-за лямбда должно быть доступно внутри тела функции и как. Это может быть либо:

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

Вы можете смешать любое из вышеперечисленного в списке с разделителями-запятыми [x, &y].

Список аргументов

Список аргументов тот же, что и в любой другой функции C ++.

Тело функции

Код, который будет выполняться, когда на самом деле вызывается лямбда.

Вывод типа возврата

Если лямбда 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 { }), она разрешено изменять значения, которые были записаны по значению.

Случаи использования

Библиотека, определенная стандартом ISO, в значительной степени зависит от лямбда и повышает удобство использования нескольких баров, так как теперь пользователи

C ++ 14

В C ++ 14 lambdas были расширены различными предложениями.

Инициализированные лямбда-захваты

Элемент списка захвата теперь 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;};

Generic Lambdas

Теперь Lambdas может быть общим (auto был бы эквивалентен T здесь, если T был аргументом шаблона типа где-то в окружающей области):

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

Улучшенная вычитание возвращаемого типа

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

Одна проблема, которую он решает: Код проще, чем lambda для вызова в конструкторе, который использует функцию выходного параметра для инициализации члена const

Вы можете инициализировать член const вашего класс, с вызовом функции, которая устанавливает его значение, возвращая свой вывод в качестве выходного параметра.

Одно из лучших объяснений lambda expression дано автором C ++ Bjarne Stroustrup в его книге ***The C++ Programming Language*** глава 11 ( ISBN-13: 978-0321563842 ):

What is a lambda expression?

A лямбда-выражение , иногда также называемое функцией лямбда или (строго говоря, но разговорно) как лямбда , является упрощенным обозначением для определения и использования анонимного функционального объекта. Вместо определения именованного класса с помощью оператора (), позже создающего объект этого класса и, наконец, вызывающего его, мы можем использовать сокращенное обозначение.

When would I use one?

< blockquote>

Это особенно полезно, когда мы хотим передать операцию в качестве аргумента алгоритму. В контексте графических пользовательских интерфейсов (и в других местах) такие операции часто называют обратными вызовами .

What class of problem do they solve that wasn't possible prior to their introduction?

Здесь Я предполагаю, что каждое действие, выполняемое с помощью лямбда-выражения, может быть разрешено без них, но с гораздо большим количеством кода и гораздо большей сложностью. Лямбда-выражение - это способ оптимизации вашего кода и способ сделать его более привлекательным. Как печально Stroustup:

эффективные способы оптимизации

Some examples

через lambda выражение

void print_modulo(const vector<int>& v, ostream& os, int m) // output v[i] to os if v[i]%m==0
{
    for_each(begin(v),end(v),
        [&os,m](int x) { 
           if (x%m==0) os << x << '\n';
         });
}

или через функцию

class Modulo_print {
         ostream& os; // members to hold the capture list int m;
     public:
         Modulo_print(ostream& s, int mm) :os(s), m(mm) {} 
         void operator()(int x) const
           { 
             if (x%m==0) os << x << '\n'; 
           }
};

или даже

void print_modulo(const vector<int>& v, ostream& os, int m) 
     // output v[i] to os if v[i]%m==0
{
    class Modulo_print {
        ostream& os; // members to hold the capture list
        int m; 
        public:
           Modulo_print (ostream& s, int mm) :os(s), m(mm) {}
           void operator()(int x) const
           { 
               if (x%m==0) os << x << '\n';
           }
     };
     for_each(begin(v),end(v),Modulo_print{os,m}); 
}

, если вам нужно u, можно назвать lambda expression, как показано ниже:

void print_modulo(const vector<int>& v, ostream& os, int m)
    // output v[i] to os if v[i]%m==0
{
      auto Modulo_print = [&os,m] (int x) { if (x%m==0) os << x << '\n'; };
      for_each(begin(v),end(v),Modulo_print);
 }

Или предположим, что еще один простой образец

void TestFunctions::simpleLambda() {
    bool sensitive = true;
    std::vector<int> v = std::vector<int>({1,33,3,4,5,6,7});

    sort(v.begin(),v.end(),
         [sensitive](int x, int y) {
             printf("\n%i\n",  x < y);
             return sensitive ? x < y : abs(x) < abs(y);
         });


    printf("sorted");
    for_each(v.begin(), v.end(),
             [](int x) {
                 printf("x - %i;", x);
             }
             );
}

будет генерировать следующий

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0 sortedx - 1; x - 3; x - 4; x - 5; x - 6; x - 7; x - 33;

[] - это список захвата или lambda introducer: если lambdas не требует доступа к своей локальной среде, мы можем его использовать.

Цитата из книги:

Первая Характер лямбда-выражения всегда [. Интенсификатор лямбда может принимать различные формы:

• []: пустой список захвата. Это означает, что никакие локальные имена из окружающего контекста не могут использоваться в лямбда-теле. Для таких лямбда-выражений данные получены из аргументов или из нелокальных переменных.

• [& amp;]: неявно захватывать по ссылке. Можно использовать все локальные имена. Доступ ко всем локальным переменным осуществляется по ссылке.

• [=]: неявно фиксировать по значению. Можно использовать все локальные имена. Все имена относятся к копиям локальных переменных, взятых в точке вызова лямбда-выражения.

• [capture-list]: явный захват; Список захвата - это список имен локальных переменных, которые должны быть захвачены (т. е. сохранены в объекте) по ссылке или по значению. Переменные с именами, которым предшествует & amp; записываются по ссылке. Другие переменные фиксируются по значению. Список захвата также может содержать это и имена, за которыми следуют ... как элементы.

• [& amp ;, capture-list]: неявно захватывать по ссылке все локальные переменные с именами, не указанными в списке. Этот список может содержать список захвата. Перечисленным именам не может предшествовать & amp ;. Переменные, названные в списке захвата, записываются по значению.

• [=, capture-list]: неявно захватывать по значению все локальные переменные с именами, не указанными в списке. Список захвата не может содержать этого. Перечисленным именам должно предшествовать & amp ;. Вариаторы, названные в списке захвата, записываются по ссылке.

Обратите внимание, что локальное имя, которому предшествует & amp; всегда фиксируется по ссылке и локальное имя, не указанное с помощью & amp; всегда фиксируется по значению.

Additional

Lambda expression format

Дополнительные ссылки:

• Wiki
• open-std.org , глава 5.1.2

Ответы

Q: Что такое лямбда-выражение в C ++ 11?

A: Под капотом это объект автогенерированного класса с оператором перегрузки () Уст. Такой объект называется замыканием и создается компилятором. Эта концепция «закрытия» находится рядом с концепцией связывания с C ++ 11. Но lambdas обычно генерируют лучший код.

В: Когда я буду использовать один?

A: Определить «простую и малую логику» и спросить компилятор выполнить генерацию из предыдущего вопроса. Вы даете компилятору некоторые выражения, которые вы хотите быть внутри оператора ().

Q: Какой класс проблемы они решают, что было невозможно до их введения?

A: Это какой-то синтаксис сахара, как перегрузка операторов вместо функций для пользовательских операций add, subrtact ... Но он сохраняет больше строк ненужного кода, чтобы обернуть 1-3 строки реальной логики для некоторых классов и т. д.! Некоторые инженеры считают, что если число строк меньше, то вероятность ошибок в нем меньше (я тоже так думаю)

Пример использования

auto x = [=](int arg1){printf("%i", arg1); };
void(*f)(int) = x;
f(1);
x(1);

Дополнительные сведения о лямбдах, не затрагиваемые вопросом. Игнорируйте этот раздел, если вы не заинтересованы

1. Захваченные значения. Что вы можете захватить

1.1. Вы можете ссылаться на переменную со статической продолжительностью хранения в lambdas. Все они захвачены.

1.2. Вы можете использовать лямбда для значений захвата «по значению». В этом случае захваченные вары будут скопированы в объект функции (замыкание).

[captureVar1,captureVar2](int arg1){}

1.3. Вы можете захватить ссылку. & Амп; - в этом контексте означают ссылки, а не указатели.

   [&captureVar1,&captureVar2](int arg1){}

1.4. Он содержит обозначения для захвата всех нестатических варов по значению или по ссылке

  [=](int arg1){} // capture all not-static vars by value

  [&](int arg1){} // capture all not-static vars by reference

1.5. Он содержит обозначения для захвата всех нестатических варов по значению или путем ссылки и указания smth. Больше. Примеры: Захват всех нестатических варов по значению, но путем захвата ссылки Param2

[=,&Param2](int arg1){} 

Захват всех нестатических варов по ссылке, но с помощью захвата значения Param2

[&,Param2](int arg1){} 

2. Вывод типа возврата

2.1. Возвращаемый тип Lambda может быть выведен, если лямбда - это одно выражение. Или вы можете явно указать его.

[=](int arg1)->trailing_return_type{return trailing_return_type();}

Если lambda имеет более одного выражения, тогда возвращаемый тип должен быть указан с помощью возвращаемого типа возврата. Кроме того, подобный синтаксис может применяться к автофункциям и функциям-членам

3. Захваченные значения. Что вы не можете захватить

3.1. Вы можете захватывать только локальные вары, а не переменную-член объекта.

4. Свержения

4.1. lambda не является указателем на функцию и не является анонимной функцией, но может быть неявно преобразован в указатель на функцию.

p.s.

1. Подробнее о лямбда-грамматической информации можно найти в рабочем проекте для языка программирования C ++ # 337, 2012-01-16, 5.1.2. Лямбда-выражения, стр.88
2. В C ++ 14 добавлена ​​дополнительная функция, названная «захват init». Он позволяет выполнять произвольное объявление членов данных закрытия:

   auto toFloat = [](int value) { return float(value);};
   auto interpolate = [min = toFloat(0), max = toFloat(255)](int value)->float { return (value - min) / (max - min);};
   

Ну, одно практическое использование, которое я обнаружил, - это уменьшение кодовой таблички. Например:

void process_z_vec(vector<int>& vec)
{
  auto print_2d = [](const vector<int>& board, int bsize)
  {
    for(int i = 0; i<bsize; i++)
    {
      for(int j=0; j<bsize; j++)
      {
        cout << board[bsize*i+j] << " ";
      }
      cout << "\n";
    }
  };
  // Do sth with the vec.
  print_2d(vec,x_size);
  // Do sth else with the vec.
  print_2d(vec,y_size);
  //... 
}

Без lambda вам может понадобиться сделать что-то для разных случаев bsize. Конечно, вы могли бы создать функцию, но что, если вы хотите ограничить использование в рамках функции пользователя души? характер lambda выполняет это требование, и я использую его для этого случая.

Лямбда-функция - анонимная функция, которую вы создаете в строке. Он может захватывать переменные, как объясняли некоторые (например, http://www.stroustrup.com/C++11FAQ.html#lambda ), но есть некоторые ограничения. Например, если есть интерфейс обратного вызова, подобный этому,

void apply(void (*f)(int)) {
    f(10);
    f(20);
    f(30);
}

, вы можете написать функцию на месте, чтобы использовать ее как переданную для применения ниже:

int col=0;
void output() {
    apply([](int data) {
        cout << data << ((++col % 10) ? ' ' : '\n');
    });
}

Но вы не можете этого сделать:

void output(int n) {
    int col=0;
    apply([&col,n](int data) {
        cout << data << ((++col % 10) ? ' ' : '\n');
    });
}

из-за ограничений в стандарте C ++ 11. Если вы хотите использовать захваты, вам нужно полагаться на библиотеку и

#include <functional> 

(или какую-либо другую библиотеку STL, такую ​​как алгоритм, чтобы получить ее косвенно), а затем работать с std :: function, а не передавать нормальные функции как такие параметры:

#include <functional>
void apply(std::function<void(int)> f) {
    f(10);
    f(20);
    f(30);
}
void output(int width) {
    int col;
    apply([width,&col](int data) {
        cout << data << ((++col % width) ? ' ' : '\n');
    });
}