ラムダ式の例
この記事では、プログラムでラムダ式を使用する方法を示します。 ラムダ式の概要については、「C++ でのラムダ式」を参照してください。 ラムダ式の構造の詳細については、「ラムダ式の構文」を参照してください。
この記事の内容
Declaring Lambda Expressions
Calling Lambda Expressions
Nesting Lambda Expressions
Higher-Order Lambda Functions
Using a Lambda Expression in a Method
Using Lambda Expressions with Templates
Handling Exceptions
Using Lambda Expressions with Managed Types
ラムダ式の宣言
例 1
ラムダ式は型指定されているため、この例に示すように auto 変数または function オブジェクトに割り当てることもできます。
コード
// declaring_lambda_expressions1.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <functional>
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
// Assign the lambda expression that adds two numbers to an auto variable.
auto f1 = [](int x, int y) { return x + y; };
cout << f1(2, 3) << endl;
// Assign the same lambda expression to a function object.
function<int(int, int)> f2 = [](int x, int y) { return x + y; };
cout << f2(3, 4) << endl;
}
出力
解説
詳細については、「auto キーワード (型推論)」、「function クラス」、および「関数呼び出し (C++)」を参照してください。
ラムダ式はメソッドまたは関数の本体で最も頻繁に宣言されますが、変数を初期化できる場所ならどこでも宣言できます。
例 2
Visual C++ コンパイラは、式が呼び出されるときではなく式が宣言されるときに、ラムダ式をキャプチャされた変数にバインドします。 次の例では、ローカル変数 i を明示的に値でキャプチャし、ローカル変数 j を暗黙的に参照でキャプチャするラムダ式を示しています。 ラムダ式は i を値でキャプチャするため、プログラムが後で i を再割り当てしても式の結果に影響しません。 ただし、ラムダ式は j を参照でキャプチャするため、j の再割り当ては式の結果に影響します。
コード
// declaring_lambda_expressions2.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <functional>
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
int i = 3;
int j = 5;
// The following lambda expression captures i by value and
// j by reference.
function<int (void)> f = [i, &j] { return i + j; };
// Change the values of i and j.
i = 22;
j = 44;
// Call f and print its result.
cout << f() << endl;
}
出力
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ラムダ式の呼び出し
次のコード スニペットに示しているように、ラムダ式は直接呼び出すことができます。 2 番目のスニペットでは、find_if などの標準テンプレート ライブラリ (STL) アルゴリズムに引数として渡す方法を示しています。
例 1
この例は、2 つの整数値の合計を返し、引数 5 と 4 で直接、式を呼び出すラムダ式を宣言します。
コード
// calling_lambda_expressions1.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
int n = [] (int x, int y) { return x + y; }(5, 4);
cout << n << endl;
}
出力
例 2
この例は、find_if 関数の引数としてラムダ式を渡します。 ラムダ式は、パラメーターが偶数の場合、true を返します。
コード
// calling_lambda_expressions2.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <list>
#include <algorithm>
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
// Create a list of integers with a few initial elements.
list<int> numbers;
numbers.push_back(13);
numbers.push_back(17);
numbers.push_back(42);
numbers.push_back(46);
numbers.push_back(99);
// Use the find_if function and a lambda expression to find the
// first even number in the list.
const list<int>::const_iterator result =
find_if(numbers.begin(), numbers.end(),[](int n) { return (n % 2) == 0; });
// Print the result.
if (result != numbers.end()) {
cout << "The first even number in the list is " << *result << "." << endl;
} else {
cout << "The list contains no even numbers." << endl;
}
}
出力
解説
find_if 関数の詳細については、「find_if」を参照してください。 共通のアルゴリズムを実行する STL 関数の詳細については、「<algorithm>」を参照してください。
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ラムダ式の入れ子
例
この例に示しているように、ラムダ式を別のラムダ式の入れ子にすることができます。 内側のラムダ式は、その引数を 2 倍し、その結果を返します。 外側のラムダ式は、引数を持つ内側のラムダ式を呼び出し、結果に 3 を追加します。
コード
// nesting_lambda_expressions.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
// The following lambda expression contains a nested lambda
// expression.
int timestwoplusthree = [](int x) { return [](int y) { return y * 2; }(x) + 3; }(5);
// Print the result.
cout << timestwoplusthree << endl;
}
出力
解説
この例では、[](int y) { return y * 2; } は入れ子になったラムダ式です。
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高階ラムダ関数
例
多くのプログラミング言語は高階関数の概念をサポートしています。高階関数は、引数として別のラムダ式を受け取るか、ラムダ式を返すラムダ式です。 function クラスを使用すると、C++ ラムダ式が高階関数のように動作できるようになります。 この例は、function オブジェクトを返すラムダ式と、function オブジェクトを引数として受け取るラムダ式を示しています。
コード
// higher_order_lambda_expression.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <iostream>
#include <functional>
int main()
{
using namespace std;
// The following code declares a lambda expression that returns
// another lambda expression that adds two numbers.
// The returned lambda expression captures parameter x by value.
auto addtwointegers = [](int x) -> function<int(int)> {
return [=](int y) { return x + y; };
};
// The following code declares a lambda expression that takes another
// lambda expression as its argument.
// The lambda expression applies the argument z to the function f
// and multiplies by 2.
auto higherorder = [](const function<int(int)>& f, int z) {
return f(z) * 2;
};
// Call the lambda expression that is bound to higherorder.
auto answer = higherorder(addtwointegers(7), 8);
// Print the result, which is (7+8)*2.
cout << answer << endl;
}
出力
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メソッドでのラムダ式の使用
例
メソッドの本体でラムダ式を使用できます。 ラムダ式は、外側のメソッドがアクセスできる任意のメソッドまたはデータ メンバーにアクセスできます。 this ポインターを明示的または暗黙的にキャプチャして、外側のクラスのメソッドとデータ メンバーへのアクセスを提供できます。
ここで示しているように、メソッド内で this ポインターを明示的に使用できます。
void ApplyScale(const vector<int>& v) const
{
for_each(v.begin(), v.end(),
[this](int n) { cout << n * _scale << endl; });
}
this ポインターを暗黙的にキャプチャすることもできます。
void ApplyScale(const vector<int>& v) const
{
for_each(v.begin(), v.end(),
[=](int n) { cout << n * _scale << endl; });
}
次の例は、スケール値をカプセル化する Scale クラスを示しています。
// method_lambda_expression.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
class Scale
{
public:
// The constructor.
explicit Scale(int scale) : _scale(scale) {}
// Prints the product of each element in a vector object
// and the scale value to the console.
void ApplyScale(const vector<int>& v) const
{
for_each(v.begin(), v.end(), [=](int n) { cout << n * _scale << endl; });
}
private:
int _scale;
};
int main()
{
vector<int> values;
values.push_back(1);
values.push_back(2);
values.push_back(3);
values.push_back(4);
// Create a Scale object that scales elements by 3 and apply
// it to the vector object. Does not modify the vector.
Scale s(3);
s.ApplyScale(values);
}
出力
解説
ApplyScale メソッドは、ラムダ式を使用してスケール値と vector オブジェクト内の各要素の積を出力します。 ラムダ式は、_scale メンバーにアクセスできるように this を暗黙的にキャプチャします。
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テンプレートでのラムダ式の使用
例
ラムダ式は型指定されているため、それらを C++ テンプレートで使用できます。 negate_all 関数および print_all 関数の例を次に示します。 negate_all 関数は、単項 operator- を vector オブジェクトの各要素に適用します。 print_all 関数は、vector オブジェクトの各要素をコンソールに出力します。
コード
// template_lambda_expression.cpp
// compile with: /EHsc
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
// Negates each element in the vector object. Assumes signed data type.
template <typename T>
void negate_all(vector<T>& v)
{
for_each(v.begin(), v.end(), [](T& n) { n = -n; });
}
// Prints to the console each element in the vector object.
template <typename T>
void print_all(const vector<T>& v)
{
for_each(v.begin(), v.end(), [](const T& n) { cout << n << endl; });
}
int main()
{
// Create a vector of signed integers with a few elements.
vector<int> v;
v.push_back(34);
v.push_back(-43);
v.push_back(56);
print_all(v);
negate_all(v);
cout << "After negate_all():" << endl;
print_all(v);
}
出力
解説
C++ テンプレートの詳細については、「テンプレート」を参照してください。
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例外処理
例
ラムダ式の本体は、構造化例外処理 (SEH: Structured Exception Handling) および C++ 例外処理の規則に従います。 発生した例外をラムダ式の本体で処理するか、または例外処理を外側のスコープに延期することができます。 この例は、for_each 関数とラムダ式を使用して、vector オブジェクトに別の vector オブジェクトの値を挿入します。 try/catch ブロックを使用して、最初のベクターへの無効なアクセスを処理します。
コード
// eh_lambda_expression.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
// Create a vector that contains 3 elements.
vector<int> elements(3);
// Create another vector that contains index values.
vector<int> indices(3);
indices[0] = 0;
indices[1] = -1; // This is not a valid subscript. It will trigger an exception.
indices[2] = 2;
// Use the values from the vector of index values to
// fill the elements vector. This example uses a
// try/catch block to handle invalid access to the
// elements vector.
try
{
for_each(indices.begin(), indices.end(), [&](int index) {
elements.at(index) = index;
});
}
catch (const out_of_range& e)
{
cerr << "Caught '" << e.what() << "'." << endl;
};
}
出力
解説
例外処理の詳細については、「Visual C++ での例外処理」を参照してください。
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マネージ型でのラムダ式の使用
例
ラムダ式の capture 句には、マネージ型の変数を含めることができません。 ただし、ラムダ式のパラメーター リストにマネージ型の引数を渡すことができます。 この例に示しているラムダ式は、ローカル非マネージ型変数 ch を値でキャプチャし、String オブジェクトをパラメーターとして受け取ります。
コード
// managed_lambda_expression.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;
int main()
{
char ch = '!'; // a local unmanaged variable
// The following lambda expression captures local variables
// by value and takes a managed String object as its parameter.
[=](String ^s) {
Console::WriteLine(s + Convert::ToChar(ch));
}("Hello");
}
出力
解説
ラムダ式を STL/CLR ライブラリで使用することもできます。 詳細については、「STL/CLR ライブラリ リファレンス」を参照してください。
重要
ラムダは、共通言語ランタイム (CLR) によって管理されるエンティティである ref class、ref struct、value class、value struct ではサポートされていません。
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