Expressões lambda em C++
No Visual C++, uma expressão lambda (mencionada como uma lambda) é como uma função anônima que mantém o estado e pode acessar as variáveis que estão disponíveis ao escopo delimitador. Ela faz isso definindo uma classe e construindo um objeto desse tipo. Este artigo define o que são as lambdas, as compara a outras técnicas de programação, descreve suas vantagens e fornece um exemplo básico.
Sobre as lambdas
Várias linguagens de programação oferecem suporte ao conceito de uma função anônima, que é uma função que tem um corpo, mas não um nome. Um lambda é uma técnica de programação que está relacionada às funções anônimas. Uma lambda define implicitamente uma classe de objeto de função e constrói um objeto de função desse tipo de classe. Para obter mais informações sobre objetos de função, consulte Objetos de Função.
Como um exemplo introdutório de uma lambda, o ISO C++ Standard mostra uma usada no contexto de um parâmetro passado para a função std::sort():
#include <algorithm>
#include <cmath>
void abssort(float* x, unsigned n) {
std::sort(x, x + n,
// Lambda expression begins
[](float a, float b) {
return (std::abs(a) < std::abs(b));
} // end of lambda expression
);
}
Este artigo explica como essa expressão funciona.
Importante
As lambdas não têm suporte nas seguintes entidades gerenciadas de CLR (Common Language Runtime): ref class, ref struct, value class ou value struct.
Objetos de função vs.Lambdas
Ao escrever um código, você provavelmente usa ponteiros de função e objetos de função para resolver problemas e realizar cálculos, especialmente quando você usa algoritmos STL. Os ponteiros de função e objetos de função têm vantagens e desvantagens. Por exemplo, os ponteiros de função têm sobrecarga sintática mínima, mas não retêm estado em um escopo. Já os objetos de função podem manter o estado, mas exigem sobrecarga sintática de uma definição de classe.
Um lambda combina os benefícios dos ponteiros de função com os objetos de função e evita suas desvantagens. Como um objeto de função, uma lambda é flexível e pode manter o estado, porém, diferentemente de um objeto de função, sua sintaxe compacta não exige uma definição de classe. Ao usar lambdas, você pode escrever código que seja menos inconveniente e menos sujeito a erros do que o código para um objeto de função equivalente.
Os exemplos a seguir comparam o uso de uma lambda ao uso de um objeto de função. O primeiro exemplo usa uma lambda para imprimir no console se cada elemento em um objeto vector é para ou ímpar. O segundo exemplo usa um objeto de função para realizar a mesma tarefa.
Exemplo 1: Usando uma lambda
Esse exemplo usa uma lambda que é inserida na chamada de função for_each para imprimir no console se cada elemento em um objeto vector é par ou ímpar.
Código
// even_lambda.cpp
// compile with: cl /EHsc /nologo /W4 /MTd
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
// Create a vector object that contains 10 elements.
vector<int> v;
for (int i = 1; i < 10; ++i) {
v.push_back(i);
}
// Count the number of even numbers in the vector by
// using the for_each function and a lambda.
int evenCount = 0;
for_each(v.begin(), v.end(), [&evenCount] (int n) {
cout << n;
if (n % 2 == 0) {
cout << " is even " << endl;
++evenCount;
} else {
cout << " is odd " << endl;
}
});
// Print the count of even numbers to the console.
cout << "There are " << evenCount
<< " even numbers in the vector." << endl;
}
Saída
Comentários
No exemplo, o terceiro argumento para a função for_each é um lambda. A parte [&evenCount] especifica a cláusula capture da expressão, (int n) especifica a lista de parâmetros e a parte restante especifica o corpo da expressão.
Exemplo 2: Usando um objeto de função
Às vezes, uma lambda seria muito pesada para se estender muito além do exemplo anterior. O próximo exemplo usa um objeto de função, em vez de uma lambada, juntamente com a função for_each, para gerar os mesmos resultados do Exemplo 1. Os dois exemplos armazenam a contagem de números pares em um objeto vector. Para manter o estado da operação, a classe FunctorClass armazena a variável m_evenCount por referência como uma variável de membro. Para executar a operação, FunctorClass implementa o operador da chamada de função, operator(). O compilador do Visual C++ gerencia o código que é comparável em tamanho e desempenho ao código da lambda no Exemplo 1. Para um problema básico como o deste artigo, o design da lambda mais simples é provavelmente melhor do que o design do objeto de função. No entanto, se achar que a funcionalidade pode exigir expansão significativa no futuro, use um design de objeto de função, assim, a manutenção do código será mais fácil.
Para obter mais informações sobre operator(), consulte Chamada de função (C++). Para obter mais informações sobre a função for_each, consulte for_each.
Código
// even_functor.cpp
// compile with: /EHsc
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
class FunctorClass
{
public:
// The required constructor for this example.
explicit FunctorClass(int& evenCount)
: m_evenCount(evenCount) { }
// The function-call operator prints whether the number is
// even or odd. If the number is even, this method updates
// the counter.
void operator()(int n) const {
cout << n;
if (n % 2 == 0) {
cout << " is even " << endl;
++m_evenCount;
} else {
cout << " is odd " << endl;
}
}
private:
// Default assignment operator to silence warning C4512.
FunctorClass& operator=(const FunctorClass&);
int& m_evenCount; // the number of even variables in the vector.
};
int main()
{
// Create a vector object that contains 10 elements.
vector<int> v;
for (int i = 1; i < 10; ++i) {
v.push_back(i);
}
// Count the number of even numbers in the vector by
// using the for_each function and a function object.
int evenCount = 0;
for_each(v.begin(), v.end(), FunctorClass(evenCount));
// Print the count of even numbers to the console.
cout << "There are " << evenCount
<< " even numbers in the vector." << endl;
}
Saída
Resumo
As lambdas são uma técnica de programação expressiva e potente. Para saber mais sobre as partes e propriedades de uma lambda, consulte Sintaxe da expressão lambda. Para saber como usar lambdas em seus programas, consulte Exemplos de expressões lambda.