表达式无疑是C++11最激动人心的特性之一!它会使你编写的代码变得更优雅、更快速! 它实现了C++11对于支持闭包的支持。首先我们先看一下什么叫做闭包
维基百科上,对于闭包的解释是:
在程序设计语言中,变量可以分为自由变量(free variable)与约束变量(bound variable)两种。简单来说,一个函数里局部变量和参数都被认为是约束变量;而不是约束变量的则是自由变量。
百度百科的解释可能更加通俗易懂:
闭包是可以包含自由(未绑定到特定对象)变量的代码块;这些变量不是在这个代码块内或者任何全局上下文中定义的,而是在定义代码块的环境中定义(局部变量)。“闭包” 一词来源于以下两者的结合:要执行的代码块(由于自由变量被包含在代码块中,这些自由变量以及它们引用的对象没有被释放)和为自由变量提供绑定的计算环境(作用域)。在 Scala、Scheme、Common Lisp、Smalltalk、Groovy、JavaScript、Ruby、
Python和Lua,objective c 等语言中都能找到对闭包不同程度的支持。
在编程领域我们可以通俗的说:子函数可以使用父函数中的局部变量,这种行为就叫做闭包!
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还是上code吧:还是从Hello, World!开始
auto func = [] { cout << "Hello, World!" << endl; } ();
func();// 调用函数输出Hello, World!
我们可以像创建变量一样方便的创建函数!使用STL我们会为了某个很简单的实现不得不实现一个一个的小函数,的引入可以让我们写出更紧凑的代码:bool compare(int i,int j) { return (i>j); }
vector<int> v;
// using default comparison (operator <):
std::sort (v.begin(), v.end()); // using function as comp
std::sort (v.begin(), v.end(), compare);
// using lambda
std::sort (v.begin(), v.end(), [](int i, int j){ return i > j; });
// Print the contents of the vector.
std::for_each(v.begin(), v.end(), [](int i) { cout << i << " "; });
// C++11 style: using begin(v) instead of v.begin()
std::for_each(begin(v), end(v), [](int i) { cout << i << " "; });
仅仅通过sort和对于vector的遍历,我们就可以看到a lambda的巨大威力。当然了,对于C++11,我们可以使用“现代风格”进行数组的遍历:
for( auto d : myvector ) {
cout<< d <<" ";
}
另外一个快速示例:找到v里面大于x并且小于y的第一个元素。在C++11中,最简单和干净的代码就是调用一个标准函数。
// C++98/03: 直接编写一个循环 (使用std::find_if会非常困难)
vector<int>::iterator i = v.begin();
for( ; i != v.end(); ++i ) {
if( *i > x && *i < y ) break;
}
// C++11: use std::find_if
auto i = find_if( begin(v), end(v), [=](int i) { return i > x && i < y; } );
数组求和:
for_each(begin(v), end(v), [&](int n){ sum += n;)}
最后一个使得代码高效优雅的例子:// The number of elements in the vector.
const int elementCount = 9;
// Create a vector object with each element set to 1.
vector<int> v(elementCount, 1);
// These variables hold the previous two elements of the vector.
int x = 1;
int y = 1;
// Assign each element in the vector to the sum of the previous two elements.
generate_n(begin(v) + 2, elementCount - 2, [=]() mutable throw() -> int {
// Generate current value.
int n = x + y;
// Update previous two values.
x = y;
y = n;
return n;
});
下面对
表达式语法进行详细的阐述:
1. lambda-introducer: 定义引用自由变量的方式。
[] // 没有定义任何变量。使用未定义变量会导致错误。
[x, &y] // x 以传值方式传入(默认),y 以引用方式传入。
[&] // 任何被使用到的外部变量皆隐式地以引用方式加以使用。
[=] // 任何被使用到的外部变量皆隐式地以传值方式加以使用。
[&, x] // x 显示地以传值方式加以使用。其余变量以引用方式加以使用。
[=, &z] // z 显示地以引用方式加以使用。其余变量以传值方式加以使用。
2. lambda-parameter-declaration-list: 参数列表。但是参数不可以有默认值,不可以使用变长参数,不可以有unamed arguments
3. mutable-specification :使得传值引入的变量可以修改。这个修改因为是修改的外部变量的拷贝,因此并不会影响它本来的值
4. exception-specification:throw()该函数不能抛出异常。如果抛出异常,编译器将报warning C4297。 throw(...) 可以抛出异常。throw(type)可以抛出type的异常
5. lambda-return-type-clause:如果仅有0/1个return的话可以省略。返回值可以是lambda表达式。
// compile with: /EHsc
#include <functional>
// 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 g = [](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 adds 1.
auto h = [](const function<int (int)>& f, int z) { return f(z) + 1; };
// Call the lambda expression that is bound to h.
auto a = h(g(7), 8);
最后一个问题, what's the type of a lambda expression? 使用C++11增强的各类function的wrapper std::function, 下面是使用
作为代理(Delegate)的例子,仅仅是例子,不要问为什么要这样用:)
#include <functional>
class EmailProcessor
{
public:
void receiveMessage (const std::string& message)
{
if ( _handler_func )
{
_handler_func( message );
}
// other processing
}
void setHandlerFunc (std::function<void (const std::string&)> handler_func)
{
_handler_func = handler_func;
}
private:
std::function<void (const std::string&)> _handler_func;
};
//当收到Message时,我们希望有个回调函数能够处理
class MessageSizeStore
{
MessageSizeStore () : _max_size( 0 ) {}
void checkMessage (const std::string& message )
{
const int size = message.length();
if ( size > _max_size )
{
_max_size = size;
}
}
int getSize ()
{
return _max_size;
}
private:
int _max_size;
};
//我们希望每次Message到来时,统计出历史的最大长度(好无聊啊。。。)
EmailProcessor processor;
MessageSizeStore size_store;
processor.setHandlerFunc(
[&] (const std::string& message) { size_store.checkMessage( message ); }
);
引用:
http://www.cprogramming.com/c++11/c++11-lambda-closures.html
http://rednaxelafx.iteye.com/blog/184199
http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/sort/
Lambda Expression Syntax
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/46h7chx6.aspx
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd293599.aspx#higherOrder
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