生成隨機(jī)數(shù)字

假設(shè)我們有一個(gè)vector<int>容器，想用100以內(nèi)的隨機(jī)數(shù)初始化它，其中一個(gè)辦法是通過generate函數(shù)生成，如代碼1所示。 generate函數(shù)接受三個(gè)參數(shù)，前兩個(gè)參數(shù)指定容器的起止位置，后一個(gè)參數(shù)指定生成邏輯，這個(gè)邏輯正是通過Lambda來表達(dá)的。

代碼 1

我們現(xiàn)在看到Lambda是最簡(jiǎn)形式，只包含捕獲子句和函數(shù)體兩個(gè)必要部分，其他部分都省略了。[]是Lambda的捕獲子句，也是引出Lambda的語法，當(dāng)編譯器看到這個(gè)符號(hào)時(shí)，就知道我們?cè)趯懸粋€(gè)Lambda了。函數(shù)體通過{} 包圍起來，里面的代碼和一個(gè)普通函數(shù)的函數(shù)體沒有什么不同。

那么，代碼1生成的隨機(jī)數(shù)字里有多少個(gè)奇數(shù)呢，我們可以通過for_each函數(shù)數(shù)一下，如代碼3所示。和generate函數(shù)不同的是，for_each函數(shù)要求我們提供的Lambda接受一個(gè)參數(shù)。一般情況下，如果Lambda的參數(shù)列表不包含任何參數(shù)，我們可以把它省略，就像代碼 1所示的那樣；如果包含多個(gè)參數(shù)，可以通過逗號(hào)分隔，如(int index, std::string item)。

代碼 2

看到這里，細(xì)心的讀者可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)代碼2的捕獲子句里面多了一個(gè)"&odd_count"，這是用來干嘛的呢？我們知道，這個(gè)代碼的關(guān)鍵部分是在 Lambda的函數(shù)體里修改一個(gè)外部的計(jì)數(shù)變量，常見的語言（如C#）會(huì)自動(dòng)為L(zhǎng)ambda捕獲當(dāng)前上下文的所有變量，但C++要求我們?cè)贚ambda的捕獲子句里顯式指定想要捕獲的變量，否則無法在函數(shù)體里使用這些變量。如果捕獲子句里面什么都不寫，像代碼1所示的那樣，編譯器會(huì)認(rèn)為我們不需要捕獲任何變量。

除了顯式指定想要捕獲的變量，C++還要求我們指定這些變量的傳遞方式，可以選擇的傳遞方式有兩種：按值傳遞和按引用傳遞。像 [&odd_count] 這種寫法是按引用傳遞，這種傳遞方式使得你可以在Lambda的函數(shù)體里對(duì)odd_count變量進(jìn)行修改。相對(duì)的，如果變量名字前面沒有加上"&"就是按值傳遞，這些變量在Lambda的函數(shù)體里是只讀的。

如果你希望按引用傳遞捕獲當(dāng)前上下文的所有變量，可以把捕獲子句寫成[&]；如果你希望按值傳遞捕獲當(dāng)前上下文的所有變量，可以把捕獲子句寫成 [=]。如果你希望把按引用傳遞設(shè)為默認(rèn)的傳遞方式，同時(shí)指定個(gè)別變量按值傳遞，可以把捕獲子句寫成[&, a, b]；同理；如果默認(rèn)的傳遞方式是按值傳遞，個(gè)別變量按引用傳遞，可以把捕獲子句寫成[=, &a, &b]。值得提醒的是，像[&, a, &b]和[=, &a, b]這些寫法是無效的，因?yàn)槟J(rèn)的傳遞方式均已覆蓋b變量，無需單獨(dú)指定，有效的寫法應(yīng)該是[&, a]和[=, &a]。

生成等差數(shù)列

現(xiàn)在我們把一開始的問題改一下，通過generate函數(shù)生成一個(gè)首項(xiàng)為0，公差為2的等差數(shù)列。有了前面關(guān)于捕獲子句的知識(shí)，我們很容易想到代碼3這個(gè)方案，首先按引用傳遞捕獲i變量，然后在Lambda的函數(shù)體里修改它的值，并返回給generate函數(shù)。

代碼 3

如果我們把i變量的傳遞方式改成按值傳遞，然后在捕獲子句后面加上mutable聲明，如代碼4所示，我們可以得到相同的效果，我指的是輸出結(jié)果。那么，這兩個(gè)方案有什么不一樣呢？調(diào)用generate函數(shù)之后檢查一下i變量的值就會(huì)找到答案了。需要說明的是，如果我們加上mutable聲明，參數(shù)列表就不能省略了，即使里面沒有包含任何參數(shù)。

代碼 4

使用代碼3這個(gè)方案，i變量的值在調(diào)用generate函數(shù)之后是18，而使用代碼4這個(gè)方案，i變量的值是-2。這個(gè)意味著mutable聲明使得我們可以在Lambda的函數(shù)體修改按值傳遞的變量，但這些修改對(duì)Lambda以外的世界是不可見的，有趣的是，這些修改在Lambda的多次調(diào)用之間是共享的。換句話說，代碼4的generate函數(shù)調(diào)用了10次Lambda，前一次調(diào)用時(shí)對(duì)i變量的修改結(jié)果可以在后一次調(diào)用時(shí)訪問得到。

這聽起來就像有個(gè)對(duì)象，i變量是它的成員字段，而Lambda則是它的成員函數(shù)，事實(shí)上，Lambda是函數(shù)對(duì)象（Function Object）的語法糖，代碼4的Lambda最終會(huì)被轉(zhuǎn)換成代碼5所示的Functor類。

代碼 5

你也可以把代碼4的Lambda替換成Functor類，如代碼6所示。

代碼 6

如何聲明Lambda的類型？

到目前為止，我們都是把Lambda作為參數(shù)直接傳給函數(shù)的，如果我們想把一個(gè)Lambda傳給多個(gè)函數(shù)，或者把它當(dāng)作一個(gè)函數(shù)多次調(diào)用，那么就得考慮把它存到一個(gè)變量里了，問題是這個(gè)變量應(yīng)該如何聲明呢？如果你確實(shí)不知道，也不想知道，那么最簡(jiǎn)單的辦法就是交給編譯器處理，如代碼7所示，這里的auto 關(guān)鍵字相當(dāng)于C#的var，編譯器會(huì)根據(jù)我們用來初始化f1變量的值推斷它的實(shí)際類型，這個(gè)過程是靜態(tài)的，在編譯時(shí)完成。

代碼 7

如果我們想定義一個(gè)接受代碼7的Lambda作為參數(shù)的函數(shù)，那么這個(gè)參數(shù)的類型又該如何寫呢？我們可以把它聲明為function模板類型，如代碼8所示，里面的類型參數(shù)反映了Lambda的簽名——兩個(gè)int參數(shù)，一個(gè)int返回值。

代碼 8

此外，你也可以把這個(gè)函數(shù)聲明為模板函數(shù)，如代碼9所示。

代碼 9

無論你如何聲明這個(gè)函數(shù)，調(diào)用的時(shí)候都是一樣的，而且它們都能接受Lambda或者函數(shù)對(duì)象作為參數(shù)，如代碼10所示。

代碼 10

捕獲變量的值什么時(shí)候確定？

現(xiàn)在，我要把代碼7的Lambda調(diào)整成代碼11所示的那樣，通過捕獲子句而不是參數(shù)列表提供輸入，這兩個(gè)參數(shù)分別使用不同的傳遞方式，那么，我在第三行修改這兩個(gè)參數(shù)的值會(huì)否對(duì)第四行的調(diào)用產(chǎn)生影響？

代碼 11

如果你運(yùn)行代碼11，你將會(huì)看到輸出結(jié)果是5。為什么？這是因?yàn)榘粗祩鬟f在聲明Lambda的那一刻就已經(jīng)確定變量的值了，無論之后外面怎么修改，里面只能訪問到聲明時(shí)傳過來的版本；而按引用傳遞則剛好相反，里面和外面看到的是同一個(gè)東西，因此在調(diào)用Lambda之前外面的任何修改對(duì)里面都是可見的。這種問題在C#里是沒有的，因?yàn)镃#只有按引用傳遞這種方式。

返回值的類型什么時(shí)候可以省略？

最后，我們一直沒有提到返回值的類型，編譯器會(huì)一直幫我們自動(dòng)推斷嗎？不會(huì)，只有兩種情況可以在聲明Lambda時(shí)省略返回值類型，而前面的例子剛好都滿足這兩種情況，因此推到現(xiàn)在才說：

• 函數(shù)體只包含一條返回語句，如最初的代碼1所示。
• Lambda沒有返回值，如代碼2所示。

當(dāng)你需要加上返回值的類型時(shí)，必須把它放在參數(shù)列表后面，并且在返回值類型前面加上"->"符號(hào)，如代碼12所示。

代碼 12

*以上代碼均在Visual Studio 2010和Visual Studio 2012 RC上測(cè)試通過。

原文鏈接：http://www.cnblogs.com/allenlooplee/archive/2012/07/03/2574119.html