c++11 lambda表达式底层
1、概述
lambda表达式也叫匿名函数或闭包,如果这个函数只使用不频繁,或者是不想起名,可以使用匿名函数。
lambda式可以临时制作出回调函数、接口适配函数或语境相关函数的特化版本以供一次性使用。
auto fun = [capture_list](parameter_list)->return type{fucntion body};
2、捕获方式
捕获是针对于在创建lambda式的作用域内可见的非静态 局部变量(包括形参),捕获的变量放在中括号内。
C++11中有两种捕获模式:按值或按引用, 根据不同的捕获方式,闭包类会持有数据的副本或引用。
void function()
{
int index = 0;
std::string str = "abc";
Widget *pWdt = new Widget();
auto f = [&](){ pWdt->setName("name"); // 按引用捕获可能导致空悬引用(在function() 结束之后调用该闭包)
};
}
[ ]: 不能访问任何局部变量
[str]: 按值访问局部变量str(可以使用mutable去掉常量属性)
[&str]:按引用访问局部变量str
[=]: 按值访问所有局部变量(按值默认捕获,一般要避免)
[&]: 按引用访问所有局部变量(按引用默认捕获,一般要避免)
[=,&str]:按引用访问str,按值访问其它局部变量
[&,str]: 按值访问str,按引用访问其它局部变量
注意问题:
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一般来说,最好是显式地列出lambda式所依赖的局部变量,避免使用默认捕获模式。
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按引用捕获局部变量可能导致空悬引用,这时可以改用按值捕获,这样闭包会持有这个指针的副本。
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捕获this指针也可能会导致有悬空的指针,这时可以将你想要的成员变量复制到局部变量中,然后捕获该局部副本。或者是使用c++14中的广义lambda捕获。
3、底层原理
从下图可以看出,lambda表达式其实就是一个类模版,在使用时会被实例化。
每个lambda式都会触发编译器生成一个独一无二的闭包类,闭包中的语句变成该类成员函数operator( )中的执行指令。
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按引用捕获,闭包类持有数据的引用
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按值捕获,闭包类持有数据副本
不太理解的可以去看看 * 和* &的区别,然后使用这个在线编译的网址体验一下
4、广义lambda捕获(C++14)
广义lambda捕获也叫 初始化捕获,一般使用场景有两个:
-
需要把一个只移对象放入闭包(如:std::unique_ptr或std::future型别的对象)
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想要把一个 复制成本很高,但移动成本很低 的对象放入闭包
c++14为对象移动到闭包提供了直接支持。
class Widget {
public: void setTitle(const std::string&); void setIcon(const icon&); void show(); private: ......
};
auto pWdt = std::make_unique<Widget>();
pWdt->setTitle("title");
auto fun = [pw = std::move(pWdt)]{ pw->show();
};
// 也可
auto fun1 = [pw = std::make_unique<Widget>()]{ pw->show();
}
[pw = std::move(pWdt)]
上面这段代码就是初始化捕获,在=左边的,是你指定的闭包类成员变量的名字,右边是这个成员变量的初始化表达式。
如果编译器不支持c++14,也可以使用std::bind模拟初始化捕获。
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