C++中的Lambda函数

2023-05-16

Lambda函数也叫匿名函数，是自定义函数的一种,专指用关键字” lambda”定义的无名短函数，所以也有Lambda表达式这种说法。这种函数得名于省略了用def声明函数的标准步骤，是C++ 11中新增的特性。

一函数语法

我们平时调用函数的时候，都是需要被调用函数的函数名，但是匿名函数就不需要函数名，而且直接写在需要调用的地方，对于以前没用过的小伙伴来说，第一眼看见了这语法可能很迷惑。

C++11的基本语法格式：

[capture](parameters) -> return_type { /* ... */ }

（1） [capture] ：[]内为外部变量的传递方式，值、引用等，如下

[]        //表示的是在lambda定义之前的域，对外部参数的调用；
[=]       //表示外部参数直接传值
[&]       //表示外部参数传引用，可修改值。当默认捕获符是 & 时，后继的简单捕获符必须不以 & 开始。而当默认捕获符是 = 时，后继的简单捕获符必须以 & 开始。
[x, &y]   //x is captured by value, y is captured by reference
[&, x]    //x is explicitly captured by value. Other variables will be captured by reference
[=, &z]   //z is explicitly captured by reference. Other variables will be captured by value

（2）(parameters) ：（）内为形参，和普通函数的形参一样。
（3）-> return_type：->后面为lambda函数的返回类型，如 -> int、-> string等。一般情况下，编译器推出lambda函数的返回值，所以这部分可以省略不写。
（4）{ /* … */ }：{}内为函数主体，和普通函数一样。

二函数应用

1、在普通函数中使用

首先是定义，执行下面这句，不会运行函数！！！

    std::function<int(int,int)> addFunction= [](int a,int b) ->int {  return a + b;   };

上面代码，你知道lambda函数返回类型为int类型，但是函数左边不能直接赋值给int变量（编译器会报错），因为此处为lambda函数的定义，所以左边为函数指针类型变量，一般懒得写函数指针类型，就直接赋值给auto类型变量，如下。

    auto addFunction = [](int a,int b) ->int {  return a + b;   };

下面才是函数的使用、运行！！！
如何运行lambda函数并获取函数返回值？执行函数需要看下面代码：

    auto addFunction= [](int a,int b) ->int {  return a + b;   };
    int result  = addFunction(1,2);

又或者如下：

auto addFunction= [](int a,int b) ->int {  return a + b;   };
int(*func_ptr)(int,int) = addFunction;
int result = func_ptr(1,2);

2、在qt信号槽绑定中使用

我觉得labmda函数非常适合在信号槽中使用。
（1）返回的函数指针可以直接用在connect函数中，刚好契合。
（2）该槽函数可能比较简单，只有这个地方使用，可以省去槽函数声明，使代码看上去更加简便，且业务代码更加集中。
基本使用

    connect(sys, &SYSClass::sig_1, this, [=](int index)
    {
        ......
    });

绑定信号槽的时候定义lambda函数，当收到信号的时候才执行槽函数，即lambda函数。
使用示范
在mTime时间后执行动画，动画执行后delete对象，非常适合弹窗关闭时，窗口关闭的动画操作。（widgetPtr为弹窗的指针）

    QTimer::singleShot(mTime,widgetPtr,[=]()
    {
        QPropertyAnimation *pAnimation = new QPropertyAnimation(widgetPtr,"windowOpacity",widgetPtr);
        pAnimation->setDuration(1000);
        pAnimation->setEasingCurve(QEasingCurve::InCirc);
        pAnimation->setStartValue(1.0);
        pAnimation->setEndValue(0.0);
        pAnimation->start();
        connect(pAnimation,&QPropertyAnimation::finished,[=]{
            delete widgetPtr;
        });
    });

3、在函数回调中使用（std::sort排序函数为例子）

在标准库的排序函数使用中，可以使用函数回调的方式自定义排序的比较规则。
（1）sort函数提供排序算法；（2）floatList为容器变量，提供数据结构和数据；（3）他们两个之间使用迭代器连接。理解如下图：

而我们sort函数可以使用第三个参数（函数回调方式）作为比较依据进行排序，该参数就可以写成lambda函数，这样比较方法写在排序函数这里，可以使得代码更加直白、简便、集中。参考代码如下：

std::sort( floatList, floatList + N, [](float a, float b) 
		{
            return a < b;
        });

上面lambda函数，是sort函数中的迭代器每次运行做排序比较的时候就调用。
注意：
（1）lambda函数参数为（ float , float ），类型必须与容器的元素类型一致。
（2）运行时，迭代器自动帮你把参数传入回调函数。
（3）回调函数返回值固定为bool，这里可以不写，由编译器自动确定。

三总结

lambda函数定义后返回的是函数指针类型，即如：std::function<int(int,int)>，所以一般很少使用，我们在很多代码中也很少看到。
正常情况下，lambda函数相对普通函数的定义和使用其实没什么优势。但是某些使用到函数指针的场合下，我们就可以酌情考虑使用，特别是函数指针作为函数参数的时候，比如qt的信号槽、回调函数等，使用起来即方便，又显得代码高大上，简直就完美O(∩_∩)O。

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