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2022-09-30 21:53:04 +08:00
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commit 5e4265b783
107 changed files with 36 additions and 14 deletions
--- a/專注Study/C++/lambda.md
+++ b/專注Study/C++/lambda.md
@@ -0,0 +1,223 @@
+---
+tags: 
+aliases: 
+date: 2022-06-12 
+time: 18:21:42
+description: 
+---
+
+一個簡單的 Lamdba 運算式：
+```cpp
+[] (int x, int y) -> bool {
+    return x < y;
+}
+```
+
+- 以中括號開頭，中括號被稱為*lamdba 導入器（lamdba introducer）*
+- 小括號裡面是*lamdba 參數列表（lambda parameter list）*
+- 如果沒有參數，小括號可以省略，`[] () {...}` 可以簡寫成 `[] {...}`
+- 箭號（`->`）後面是回傳的型別，如果沒寫就由 `return` 自動推斷
+
+將 Lamdba 運算式指定給變數：
+```cpp
+auto comapre = [] (int x, int y) -> bool {
+    return x < y;
+};
+```
+
+## Lamdba的擷取子句
+以中括號開頭的 *lamdba 導入器* 可以將外部的變數傳給 Lamdba 運算式，正式名稱是「擷取子句（capture clause）」。  
+`[=]` 表示它們會以值擷取（captured by value）。Scope內的變數可以在 lamdba 內使用，但是不可以改變。  
+`[&]` 表示它們會以參考擷取（captured by reference）。Scope內的變數可以在 lamdba 內使用，可以改變。  
+
+## 以值擷取（captured by value）
+假設有一段程式如下：
+```cpp
+void testLambda() {
+    float notUsed = 1.0f;
+    std::vector<int32_t> numlist{10, 20, 30, 50, 60};
+    auto findInRange = [=](int32_t start, int32_t end) {
+        for (auto num : numlist) {
+            if (num >= start && num <= end) return true;
+        }
+        return false;
+    };
+
+    std::cout << "Result: " << findInRange(25, 35) << "\n";
+}
+```
+
+用`[=]`可以用來擷取 lamdba scope 範圍所及的變數，沒有在 Lamdba 運算式裡面被用到的變數就不會被擷取，例如 `float notUsed = 1.0f;`。  
+另一個重點是：**被擷取的變數是不可以更改的**。例如，不能在 lambda 裡面這樣寫：
+```cpp
+auto findInRange = [=](int32_t start, int32_t end) {
+    numlist.push_back(5); // ERROR!
+    
+    for (auto num : numlist) {
+        if (num >= start && num <= end) return true;
+    }
+    return false;
+};
+```
+
+如果一定要在 lambda 內改變擷取的變數，那必須指名 lambda 為 `mutable`：
+```cpp
+auto findInRange = [=](int32_t start, int32_t end) mutable { // <-- assign mutable
+    numlist.push_back(5);
+    
+    for (auto num : numlist) {
+        if (num >= start && num <= end) return true;
+    }
+    return false;
+};
+```
+
+根據書上解釋 ，可以裡解為 compiler 會將 lamdba 編為一個 class，像是：
+```cpp
+class __Lambda8C1A5 {
+public:
+    __Lambda8C1A5(const std::vector<int32_t>& arg1) : numlist(arg1) {}
+    auto operator()(int32_t start, int32_t end) const {  // const!
+        for (auto num : numlist) {
+            if (num >= start && num <= end) return true;
+        }
+        return false;
+    }
+
+private:
+    std::vector<int32_t> numlist;
+};
+```
+
+這也解釋了 lamdba 的擷取範圍與原理。而 `mutable` 則是讓 `operator()` 不為 `const`，如下：
+```cpp
+auto findInRange = [=](int32_t start, int32_t end) mutable { // <-- assign mutable
+    numlist.push_back(5);
+    
+    for (auto num : numlist) {
+        if (num >= start && num <= end) return true;
+    }
+    return false;
+};
+
+...
+
+class __Lambda8C1A5 {
+public:
+    __Lambda8C1A5(const std::vector<int32_t>& arg1) : numlist(arg1) {}
+    auto operator()(int32_t start, int32_t end) {  // No const here
+        for (auto num : numlist) {
+            if (num >= start && num <= end) return true;
+        }
+        return false;
+    }
+
+private:
+    std::vector<int32_t> numlist;
+};
+```
+
+## 以值擷取特定的變數
+若只需要擷取特定的變數，那就直接在 lamdba 導入器（就是`[]`）寫入變數名稱，例如：
+```cpp
+int var1 = 10;
+int var2 = 20;
+int var3 = 30;
+
+auto afunc = [var1, var2] () {
+    ...
+};
+```
+
+
+## 以參考擷取（captured by reference）
+`[&]` 會擷取 scope 內的所有外部變數，而且可以修改：
+```cpp
+void testLambda() {
+    float notUsed = 1.0f;
+    std::vector<int32_t> numlist{ 10, 20, 30, 50, 60 };
+    auto findInRange = [&](int32_t start, int32_t end) {    // Use & here
+        numlist.push_back(100); // OK
+
+        for (auto num : numlist) {
+            if (num >= start && num <= end) return true;
+        }
+        return false;
+    };
+
+    std::cout << "Result: " << findInRange(25, 35) << "\n";
+    std::cout << "numlist: ";
+    for (auto n : numlist) {
+        std::cout << n << " ";
+    }
+    std::cout << "\n"; // Output numlist: 10 20 30 50 60 100
+}
+```
+
+## 以參考擷取特定的變數
+但是直接參考全部的外部變數不是好的作法，這讓你有機會做出一些意外的修改，所以請擷取有需要的變數就好：
+```cpp
+void testLambda() {
+    float notUsed = 1.0f;
+    std::vector<int32_t> numlist{ 10, 20, 30, 50, 60 };
+    
+    auto findInRange = [&numlist](int32_t start, int32_t end) {
+        numlist.push_back(100); // OK
+
+        for (auto num : numlist) {
+            if (num >= start && num <= end) return true;
+        }
+        return false;
+    };
+
+    ...
+}
+```
+
+如果有多個變數需要擷取，那就用 `,` 分開：
+```cpp
+auto findInRange = [&numlist, &var1, &var2](int32_t start, int32_t end) {
+    ...
+};
+```
+
+## 混合擷取
+以值擷取跟參考擷取也可以寫在一起：
+```cpp
+auto findInRange = [=, &numlist](int32_t start, int32_t end) {
+    ...
+};
+```
+上面的例子中，`numlist` 會是參考擷取，其他的外部變數則是以值擷取。
+
+或是：
+```cpp
+auto findInRange = [&, numlist](int32_t start, int32_t end) {
+    ...
+};
+```
+上面的例子中，`numlist` 會以值擷取，其他的外部變數則是參考擷取。  
+
+但是，如果已經使用了 `=` ，就不可以再以值擷取其他變數，像是 `[=, numlist]` 就是不合法的。  
+反之，如果已經使用了 `&`，就不可以再參考擷取其他變數，像是 `[&, &var1]` 就是不合法的。  
+
+
+## 存取 class
+Lamdba 寫在 class 裡面的時候，不論 [[lambda#以值擷取（captured by value）|以值擷取]]或是 [[lambda#以參考擷取（captured by reference）|以參考擷取]]都沒辦法傳遞成員變數（member variable），只能傳遞 `this`，透過 `this` 來存取成員變數。例：
+```cpp
+class BigBuffer {
+public:
+    void modify(int x, int y, ...) {
+        auto modifyBuffer = [this] () {  // Use this
+            if (buffer) {  // equal to this->buffer
+                // do something with buffer
+            }
+        };
+        ...
+    }
+
+private:
+    uint32_t bufferSize = 0;
+    std::unique_ptr<uint8_t[]> buffer = nullptr;
+};
+```