實例講授C++編程中lambda表達式的應用。本站提示廣大學習愛好者:(實例講授C++編程中lambda表達式的應用)文章只能為提供參考,不一定能成為您想要的結果。以下是實例講授C++編程中lambda表達式的應用正文
函數對象與Lambdas
你編寫代碼時,特別是應用 STL 算法時,能夠會應用函數指針和函數對象來處理成績和履行盤算。函數指針和函數對象各有益弊。例如,函數指針具有最低的語法開支,但不堅持規模內的狀況,函數對象可堅持狀況,但須要類界說的語法開支。
lambda 聯合了函數指針和函數對象的長處並防止其缺陷。lambda 與函數對象類似的是靈巧而且可以堅持狀況,但分歧的是其簡練的語法不須要顯式類界說。 應用lambda,比擬等效的函數對象代碼,您可以寫出不太龐雜而且不輕易失足的代碼。
上面的示例比擬lambda和函數對象的應用。 第一個示例應用 lambda 向掌握台打印 vector 對象中的每一個元素是偶數照樣奇數。第二個示例應用函數對象來完成雷同義務。
示例 1:應用 lambda
此示例將一個 lambda 傳遞給 for_each 函數。該 lambda 打印一個成果,該成果指出 vector 對象中的每一個元素是偶數照樣奇數。
代碼
// even_lambda.cpp // compile with: cl /EHsc /nologo /W4 /MTd #include <algorithm> #include <iostream> #include <vector> using namespace std; int main() { // Create a vector object that contains 10 elements. vector<int> v; for (int i = 1; i < 10; ++i) { v.push_back(i); } // Count the number of even numbers in the vector by // using the for_each function and a lambda. int evenCount = 0; for_each(v.begin(), v.end(), [&evenCount] (int n) { cout << n; if (n % 2 == 0) { cout << "is even" << endl; ++evenCount; } else { cout << "is odd" << endl; } }); // Print the count of even numbers to the console. cout << "There are " << evenCount << " even numbers in the vector." << endl; }
輸入
1 is even 2 is odd 3 is even 4 is odd 5 is even 6 is odd 7 is even 8 is odd 9 is even There are 4 even numbers in the vector.
批注
在此示例中,for_each 函數的第三個參數是一個lambda。 [&evenCount] 部門指定表達式的捕捉子句,(int n) 指定參數列表,殘剩部門指定表達式的主體。
示例 2:應用函數對象
有時 lambda 過於宏大,沒法在上一示例的基本上年夜幅度擴大。下一示例應用函數對象(而非 lambda)和 for_each 函數,以發生與示例 1 雷同的成果。兩個示例都在 vector 對象中存儲偶數的個數。為堅持運算的狀況,FunctorClass 類經由過程援用存儲 m_evenCount 變量作為成員變量。為履行該運算,FunctorClass 完成函數挪用運算符 operator()。Visual C++ 編譯器生成的代碼與示例 1 中的 lambda 代碼在年夜小和機能上相差無幾。關於相似本文中示例的根本成績,較為簡略的 lambda 設計能夠優於函數對象設計。然則,假如你以為該功效在未來能夠須要嚴重擴大,則應用函數對象設計,如許代碼保護會更簡略。
有關 operator() 的具體信息,請參閱函數挪用 (C++)。
代碼
// even_functor.cpp // compile with: /EHsc #include <algorithm> #include <iostream> #include <vector> using namespace std; class FunctorClass { public: // The required constructor for this example. explicit FunctorClass(int& evenCount) : m_evenCount(evenCount) { } // The function-call operator prints whether the number is // even or odd. If the number is even, this method updates // the counter. void operator()(int n) const { cout << n; if (n % 2 == 0) { cout << " is even " << endl; ++m_evenCount; } else { cout << " is odd " << endl; } } private: // Default assignment operator to silence warning C4512. FunctorClass& operator=(const FunctorClass&); int& m_evenCount; // the number of even variables in the vector. }; int main() { // Create a vector object that contains 10 elements. vector<int> v; for (int i = 1; i < 10; ++i) { v.push_back(i); } // Count the number of even numbers in the vector by // using the for_each function and a function object. int evenCount = 0; for_each(v.begin(), v.end(), FunctorClass(evenCount)); // Print the count of even numbers to the console. cout << "There are " << evenCount << " even numbers in the vector." << endl; }
輸入
1 is even 2 is odd 3 is even 4 is odd 5 is even 6 is odd 7 is even 8 is odd 9 is even There are 4 even numbers in the vector.
聲明 Lambda 表達式
示例 1
因為 lambda 表達式已類型化,所以你可以將其指派給 auto 變量或 function 對象,以下所示:
代碼
// declaring_lambda_expressions1.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <functional> #include <iostream> int main() { using namespace std; // Assign the lambda expression that adds two numbers to an auto variable. auto f1 = [](int x, int y) { return x + y; }; cout << f1(2, 3) << endl; // Assign the same lambda expression to a function object. function<int(int, int)> f2 = [](int x, int y) { return x + y; }; cout << f2(3, 4) << endl; }
輸入
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備注
固然 lambda 表達式多在函數的主體中聲明,然則可以在初始化變量的任何處所聲明。
示例 2
Visual C++ 編譯器將在聲明而非挪用 lambda 表達式時,將表達式綁定到捕捉的變量。以下示例顯示一個經由過程值捕捉部分變量 i 並經由過程援用捕捉部分變量 j 的 lambda 表達式。因為 lambda 表達式經由過程值捕捉 i,是以在法式前面部門中從新指派 i 不影響該表達式的成果。然則,因為 lambda 表達式經由過程援用捕捉 j,是以從新指派 j 會影響該表達式的成果。
代碼
// declaring_lambda_expressions2.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <functional> #include <iostream> int main() { using namespace std; int i = 3; int j = 5; // The following lambda expression captures i by value and // j by reference. function<int (void)> f = [i, &j] { return i + j; }; // Change the values of i and j. i = 22; j = 44; // Call f and print its result. cout << f() << endl; }
輸入
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挪用 Lambda 表達式
你可以立刻挪用 lambda 表達式,以下面的代碼片斷所示。第二個代碼片斷演示若何將 lambda 作為參數傳遞給尺度模板庫 (STL) 算法,例如 find_if。
示例 1
以下示例聲明的 lambda 表達式將前往兩個整數的總和並應用參數 5 和 4 立刻挪用該表達式:
代碼
// calling_lambda_expressions1.cpp // compile with: /EHsc #include <iostream> int main() { using namespace std; int n = [] (int x, int y) { return x + y; }(5, 4); cout << n << endl; }
輸入
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示例 2
以下示例將 lambda 表達式作為參數傳遞給 find_if 函數。假如 lambda 表達式的參數是偶數,則前往 true。
代碼
// calling_lambda_expressions2.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <list> #include <algorithm> #include <iostream> int main() { using namespace std; // Create a list of integers with a few initial elements. list<int> numbers; numbers.push_back(13); numbers.push_back(17); numbers.push_back(42); numbers.push_back(46); numbers.push_back(99); // Use the find_if function and a lambda expression to find the // first even number in the list. const list<int>::const_iterator result = find_if(numbers.begin(), numbers.end(),[](int n) { return (n % 2) == 0; }); // Print the result. if (result != numbers.end()) { cout << "The first even number in the list is " << *result << "." << endl; } else { cout << "The list contains no even numbers." << endl; } }
輸入
The first even number in the list is 42.
嵌套 Lambda 表達式
示例
你可以將 lambda 表達式嵌套在另外一個中,以下例所示。外部 lambda 表達式將其參數與 2 相乘並前往成果。內部 lambda 表達式經由過程其參數挪用外部 lambda 表達式並在成果上加 3。
代碼
// nesting_lambda_expressions.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <iostream> int main() { using namespace std; // The following lambda expression contains a nested lambda // expression. int timestwoplusthree = [](int x) { return [](int y) { return y * 2; }(x) + 3; }(5); // Print the result. cout << timestwoplusthree << endl; }
輸入
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備注// higher_order_lambda_expression.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <iostream> #include <functional> int main() { using namespace std; // The following code declares a lambda expression that returns // another lambda expression that adds two numbers. // The returned lambda expression captures parameter x by value. auto addtwointegers = [](int x) -> function<int(int)> { return [=](int y) { return x + y; }; }; // The following code declares a lambda expression that takes another // lambda expression as its argument. // The lambda expression applies the argument z to the function f // and multiplies by 2. auto higherorder = [](const function<int(int)>& f, int z) { return f(z) * 2; }; // Call the lambda expression that is bound to higherorder. auto answer = higherorder(addtwointegers(7), 8); // Print the result, which is (7+8)*2. cout << answer << endl; }
輸入
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在函數中應用 Lambda 表達式void ApplyScale(const vector<int>& v) const { for_each(v.begin(), v.end(), [this](int n) { cout << n * _scale << endl; }); }
你也能夠隱式捕捉 this 指針:
void ApplyScale(const vector<int>& v) const { for_each(v.begin(), v.end(), [=](int n) { cout << n * _scale << endl; }); }
以下示例顯示封裝小數位數值的 Scale 類。
// function_lambda_expression.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <algorithm> #include <iostream> #include <vector> using namespace std; class Scale { public: // The constructor. explicit Scale(int scale) : _scale(scale) {} // Prints the product of each element in a vector object // and the scale value to the console. void ApplyScale(const vector<int>& v) const { for_each(v.begin(), v.end(), [=](int n) { cout << n * _scale << endl; }); } private: int _scale; }; int main() { vector<int> values; values.push_back(1); values.push_back(2); values.push_back(3); values.push_back(4); // Create a Scale object that scales elements by 3 and apply // it to the vector object. Does not modify the vector. Scale s(3); s.ApplyScale(values); }
輸入
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備注
ApplyScale 函數應用 lambda 表達式打印小數位數值與 vector 對象中的每一個元素的乘積。lambda 表達式隱式捕捉 this 指針,以便拜訪 _scale 成員。
合營應用 Lambda 表達式和模板
示例
因為 lambda 表達式已類型化,是以你可以將其與 C++ 模板一路應用。上面的示例顯示 negate_all 和 print_all 函數。 negate_all 函數將一元 operator- 運用於 vector 對象中的每一個元素。 print_all 函數將 vector 對象中的每一個元素打印到掌握台。
代碼
// template_lambda_expression.cpp // compile with: /EHsc #include <vector> #include <algorithm> #include <iostream> using namespace std; // Negates each element in the vector object. Assumes signed data type. template <typename T> void negate_all(vector<T>& v) { for_each(v.begin(), v.end(), [](T& n) { n = -n; }); } // Prints to the console each element in the vector object. template <typename T> void print_all(const vector<T>& v) { for_each(v.begin(), v.end(), [](const T& n) { cout << n << endl; }); } int main() { // Create a vector of signed integers with a few elements. vector<int> v; v.push_back(34); v.push_back(-43); v.push_back(56); print_all(v); negate_all(v); cout << "After negate_all():" << endl; print_all(v); }
輸入
34 -43 56 After negate_all(): -34 43 -56
處置異常
示例
lambda 表達式的主體遵守構造化異常處置 (SEH) 和 C++ 異常處置的准繩。你可以在 lambda 表達式主體中處置激發的異常或將異常處置推延至關閉規模。以下示例應用 for_each 函數和 lambda 表達式將一個 vector 對象的值填充到另外一個中。它應用 try/catch 塊處置對第一個矢量的有效拜訪。
代碼
// eh_lambda_expression.cpp // compile with: /EHsc /W4 #include <vector> #include <algorithm> #include <iostream> using namespace std; int main() { // Create a vector that contains 3 elements. vector<int> elements(3); // Create another vector that contains index values. vector<int> indices(3); indices[0] = 0; indices[1] = -1; // This is not a valid subscript. It will trigger an exception. indices[2] = 2; // Use the values from the vector of index values to // fill the elements vector. This example uses a // try/catch block to handle invalid access to the // elements vector. try { for_each(indices.begin(), indices.end(), [&](int index) { elements.at(index) = index; }); } catch (const out_of_range& e) { cerr << "Caught '" << e.what() << "'." << endl; }; }
輸入
Caught 'invalid vector<T> subscript'.
備注
有關異常處置的具體信息,請參閱 Visual C++ 中的異常處置。
合營應用 Lambda 表達式和托管類型 (C++/CLI)
示例
lambda 表達式的捕捉子句不克不及包括具有托管類型的變量。然則,你可以將具有托管類型的現實參數傳遞到 lambda 表達式的情勢參數列表。以下示例包括一個 lambda 表達式,它經由過程值捕捉部分非托管變量 ch,並采取 System.String 對象作為其參數。
代碼
// managed_lambda_expression.cpp // compile with: /clr using namespace System; int main() { char ch = '!'; // a local unmanaged variable // The following lambda expression captures local variables // by value and takes a managed String object as its parameter. [=](String ^s) { Console::WriteLine(s + Convert::ToChar(ch)); }("Hello"); }
輸入
Hello!