VC10中的C++0x特性 Part 1 (2) : Lambdas，auto，以及 static_assert
来源：vcblog 翻译：飘飘白云 kesalin@gmail.com
情形（a）要修改通过传递（capture）获得拷贝该怎样呢？默认情况下，一个 lambda 函数调用操作符是 const 属性的，但是可以通过使用 mutable 把它变成 non-const。
C:Temp>type capturekittybymutablevalue.cpp
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <ostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
v.push_back(i);
}
int x = 1;
int y = 1;
for_each(v.begin(), v.end(), [=](int& r) mutable {
const int old = r;
r *= x * y;
x = y;
y = old;
});
for_each(v.begin(), v.end(), [](int n) { cout << n << " "; });
cout << endl;
cout << x << ", " << y << endl;
}
C:Temp>cl /EHsc /nologo /W4 capturekittybymutablevalue.cpp > NUL && capturekittybymutablevalue
0 0 0 6 24 60 120 210 336 504
1, 1
这里是依次将 v 中前两个元素相乘。（我得承认真的很难想出一个不用 partial_sum() 或 adjacent_difference() 表示的例子，partial_sum() 是与前面所有的元素相乘，adjacent_difference()是与前一个元素相乘）。注意到情形（d），对通过传递获得的拷贝的更新操作并没有影响局部变量（再一次，原始值语义）。
如果你想处理情形（b），（c）和（d）：避免拷贝，在 lambda 中观察局部变量的更新，以及在 lambda 中修改局部变量又该怎么做呢？在这种情况下，你会想通过引用传递（capture by reference）。其语法是这种形式的 lambda 导引符 [&x, &y] （你可以把它想象成 X& x, Y& y ; 那是“引用”而不是“取址”）。
C:Temp>type capturekittybyreference.cpp
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <ostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
v.push_back(i);
}
int x = 1;
int y = 1;
for_each(v.begin(), v.end(), [&x, &y](int& r) {
const int old = r;
r *= x * y;
x = y;
y = old;
});
for_each(v.begin(), v.end(), [](int n) { cout << n << " "; });
cout << endl;
cout << x << ", " << y << endl;
}
C:Temp>cl /EHsc /nologo /W4 capturekittybyreference.cpp > NUL && capturekittybyreference
0 0 0 6 24 60 120 210 336 504
8, 9
注意与 capturekittybymutablevalue.cpp 的区别：（1），lambda 导引符是 [&x, &y] ，（2）没有 mutable，（3），局部变量 x 和 y 最后的值是 8 和 9，反应了在 lambda 中对他们的修改。
上面的代码在内部被翻译成：
C:Temp>type capturekittybyreference98.cpp
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <ostream>
#include <vector>
using namespace std;
#pragma warning(push)
#pragma warning(disable: 4512) // assignment operator could not be generated
class LambdaFunctor {
public:
LambdaFunctor(int& a, int& b) : m_a(a), m_b(b) { }
void operator()(int& r) const {
const int old = r;
r *= m_a * m_b;
m_a = m_b;
m_b = old;
}
private:
int& m_a;
int& m_b;
};
#pragma warning(pop)
int main() {
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
v.push_back(i);
}
int x = 1;
int y = 1;
for_each(v.begin(), v.end(), LambdaFunctor(x, y));
copy(v.begin(), v.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
cout << endl;
cout << x << ", " << y << endl;
}
C:Temp>cl /EHsc /nologo /W4 capturekittybyreference98.cpp > NUL && capturekittybyreference98
0 0 0 6 24 60 120 210 336 504
8, 9
当你通过引用传递（capture）局部变量时，函数对象存储局部变量的引用。这样避免了拷贝，能够让函数对象观测对局部变量的更新，以及能够让函数对象通过引用修改局部变量。（注意函数调用操作符是 const 属性的，因为我们没有把它声明成 mutable，但这只阻止我们修改函数对象的数据成员。在这里数据成员是引用，我们无法修改它，但是我们可以修改它所指向的东西。函数调用操作符的常量性是,且一直都是，表面的）
当然，如果函数对象比用于引用传递的局部变量的生命期更长的话，程序会毁灭性地崩溃。（译注：就是说引用所指向的东西已经销毁了，但你可能还在使用这个引用）
同样，你可以使用默认的按引用传递语法；这种形式 lambder 导引符 [&] 表明“按引用传递”。
如果你想混合使用按值传递和按引用传递该怎么做呢？你可以像这样声明 [a, b, c, &d, e, &f, g]，但你也可以指定默认按值传递，再为特定的（需要按引用传递的）局部变量而重载它。下面是一个修改capturekittybymutablevalue.cpp 而来的例子：
C:Temp>type overridekitty.cpp
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <ostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
v.push_back(i);
}
int sum = 0;
int product = 1;
int x = 1;
int y = 1;
for_each(v.begin(), v.end(), [=, &sum, &product](int& r) mutable {
sum += r;
if (r != 0) {
product *= r;
}
const int old = r;
r *= x * y;
x = y;
y = old;
});
for_each(v.begin(), v.end(), [](int n) { cout << n << " "; });
cout << endl;
cout << "sum: " << sum << ", product: " << product << endl;
cout << "x: " << x << ", y: " << y << endl;
}
C:Temp>cl /EHsc /nologo /W4 overridekitty.cpp && overridekitty
overridekitty.cpp
0 0 0 6 24 60 120 210 336 504
sum: 45, product: 362880
x: 1, y: 1
在这里，我们想通过按值传递 x 和 y （因为我们只想在 lambda 内部修改它们，而影响外部），同时我们想按传引用捕获 sum 和 product（因为我们确实想让对它们的修改在外部也生效）。像这样的 lambda 导入符组合 [&, x, y] 可以起到同样的效果（按应用传递所有参数，除了 x 和 y 是按值传递之外）
嗯，如果你想这么做又该如何？
C:Temp>type memberkitty.cpp
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <ostream>
#include <vector>
using namespace std;
class Kitty {
public:
explicit Kitty(int toys) : m_toys(toys) { }
void meow(const vector<int>& v) const {
for_each(v.begin(), v.end(), [m_toys](int n) {
cout << "If you gave me " << n << " toys, I would have " << n + m_toys << " toys total." << endl;
});
}
private:
int m_toys;
};
int main() {
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
v.push_back(i);
}
Kitty k(5);
k.meow(v);
}
C:Temp>cl /EHsc /nologo /W4 memberkitty.cpp
memberkitty.cpp
memberkitty.cpp(12) : error C3480: 'Kitty::m_toys': a lambda capture variable must be from an enclosing function scope
lambda 表达式语法允许你传递局部变量，但是数据成员不是局部变量。通过特别的方法，你也可以传递数据成员：
C:Temp>type workingmemberkitty.cpp
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <ostream>
#include <vector>
using namespace std;
class Kitty {
public:
explicit Kitty(int toys) : m_toys(toys) { }
void meow(const vector<int>& v) const {
for_each(v.begin(), v.end(), [this](int n) {
cout << "If you gave me " << n << " toys, I would have " << n + m_toys << " toys total." << endl;
});
}
private:
int m_toys;
};
int main() {
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
v.push_back(i);
}
Kitty k(5);
k.meow(v);
}
C:Temp>cl /EHsc /nologo /W4 workingmemberkitty.cpp > NUL && workingmemberkitty
If you gave me 0 toys, I would have 5 toys total.
If you gave me 1 toys, I would have 6 toys total.
If you gave me 2 toys, I would have 7 toys total.
当你传递 this，你可以使用 m_toys，它隐含意味着 this->m_toys，就如平常一样（译注：作为类自身成员变量）。你也可以显式使用 this->m_toys。（在一个 lambda 表达式内，只有当你传递了 this，你才能使用它；你永不可能取得 lambda 对象它自身的 this 指针）。
你也可以隐式地传递 this ：
C:Temp>type implicitmemberkitty.cpp
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <ostream>
#include <vector>
using namespace std;
class Kitty {
public:
explicit Kitty(int toys) : m_toys(toys) { }
void meow(const vector<int>& v) const {
for_each(v.begin(), v.end(), [=](int n) {
cout << "If you gave me " << n << " toys, I would have " << n + m_toys << " toys total." << endl;
});
}
private:
int m_toys;
};
int main() {
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
v.push_back(i);
}
Kitty k(5);
k.meow(v);
}
C:Temp>cl /EHsc /nologo /W4 implicitmemberkitty.cpp > NUL && implicitmemberkitty
If you gave me 0 toys, I would have 5 toys total.
If you gave me 1 toys, I would have 6 toys total.
If you gave me 2 toys, I would have 7 toys total.
你可以使用 [&]，但它对传递是怎样进行的（默认是按值）没有影响。你不能使用 [&this]。
如果你想使用一个空无的 lambda （不带参数），你可以省略整个 lambda参数声明：
C:Temp>type nullarykitty.cpp
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <ostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
vector<int> v;
int i = 0;
generate_n(back_inserter(v), 10, [&] { return i++; });
for_each(v.begin(), v.end(), [](int n) { cout << n << " "; });
cout << endl;
cout << "i: " << i << endl;
}
C:Temp>cl /EHsc /nologo /W4 nullarykitty.cpp > NUL && nullarykitty
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
i: 10
这比 [&]() { return i++; } 少两个字符。省略 lambda 参数声明是否是良好的风格是由你来决定的。
仅博一笑，这意味着下面的代码在 C++0x 中是合法的。
C:Temp>type nokitty.cpp
int main() {
[](){}();
[]{}();
}
上面构建了两个什么也不做的 lambda （一个有 lambda 参数声明，一个没有）并立即调用它们（通过最后一个空括号组合）。
标签：C++0x,
