hugo_blog.awin.one/content/posts/2019/2019-12-15_[Cpp 筆記] Lambda/index.md at 352059915af8af54bf85a808921012ac09e1bdaf

awin/hugo_blog.awin.one

Files

2025-03-09 23:28:35 +08:00

6.5 KiB

Raw Blame History

slug, title, description, toc, authors, tags, categories, series, date, lastmod, featuredVideo, featuredImage, draft, enableComment

slug

title

description

toc

authors

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：

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：

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：

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：

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：

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：

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：

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：

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：

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：

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：

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「以值擷取」或是「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：

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;
};

6.5 KiB Raw Blame History Unescape Escape