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C++11新特性:Lambda函數(匿名函數)

C++11終於知道要在語言中加入匿名函數了。匿名函數在很多時候可以為編碼提供便利,這在下文會提到。很多語言中的匿名函數,如C++,都是用Lambda表達式實現的。Lambda表達式又稱為lambda函數。我在下文中稱之為Lambda函數。

為了明白Lambda函數的用處,請務必先搞明白C++中的自動類型推斷:http://www.linuxidc.com/Linux/2013-12/93369.htm

基本的Lambda函數

我們可以這樣定義一個Lambda函數:

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    auto func = [] () { cout << "Hello world"; };
    func(); // now call the function
}

其中func就是一個lambda函數。我們使用auto來自動獲取func的類型,這個非常重要。定義好lambda函數之後,就可以當這場函數來使用了。

其中 [ ] 表示接下來開始定義lambda函數,中括號中間有可能還會填參數,這在後面介紹。之後的()填寫的是lambda函數的參數列表{}中間就是函數體了。

正常情況下,只要函數體中所有return都是同一個類型的話,編譯器就會自行判斷函數的返回類型。也可以顯示地指定lambda函數的返回類型。這個需要用到函數返回值後置的功能,比如這個例子:

[] () -> int { return 1; }

所以總的來說lambda函數的形式就是:

[captures] (params) -> ret {Statments;}

Lambda函數的用處

假設你設計了一個地址簿的類。現在你要提供函數查詢這個地址簿,可能根據姓名查詢,可能根據地址查詢,還有可能兩者結合。要是你為這些情況都寫個函數,那麼你一定就跪了。所以你應該提供一個接口,能方便地讓用戶自定義自己的查詢方式。在這裡可以使用lambda函數來實現這個功能。

#include <string>
#include <vector>

class AddressBook
{
    public:
    // using a template allows us to ignore the differences between functors, function pointers
    // and lambda
    template<typename Func>
    std::vector<std::string> findMatchingAddresses (Func func)
    {
        std::vector<std::string> results;
        for ( auto itr = _addresses.begin(), end = _addresses.end(); itr != end; ++itr )
        {
            // call the function passed into findMatchingAddresses and see if it matches
            if ( func( *itr ) )
            {
                results.push_back( *itr );
            }
        }
        return results;
    }

    private:
    std::vector<std::string> _addresses;
};

從上面代碼可以看到,findMatchingAddressses函數提供的參數是Func類型,這是一個泛型類型。在使用過程中應該傳入一個函數,然後分別對地址簿中每一個entry執行這個函數,如果返回值為真那麼表明這個entry符合使用者的篩選要求,那麼就應該放入結果當中。那麼這個Func類型的參數如何傳入呢?

AddressBook global_address_book;

vector<string> findAddressesFromOrgs ()
{
    return global_address_book.findMatchingAddresses(
        // we're declaring a lambda here; the [] signals the start
        [] (const string& addr) { return addr.find( ".org" ) != string::npos; }
    );
}

可以看到,我們在調用函數的時候直接定義了一個lambda函數。參數類型是

const string& addr

返回值是bool類型。

如果用戶要使用不同的方式查詢的話,只要定義不同的lambda函數就可以了。

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