C++ lambda函數(shù)在程序開發(fā)中作用體現(xiàn)
作為一個編程人員，在運用一個語言進行程序開發(fā)時，都想通過各種辦法來提高自己程序的性能以及提高編程效率。那么在C++語言中，又該如何操作呢？我們在這里為大家介紹的額C++ lambda函數(shù)，就是一個可以使代碼性能有較大提升的函數(shù)。#t#
使編譯器以及操作系統(tǒng)從正在創(chuàng)建的應(yīng)用中榨取更高性能的關(guān)鍵在于提供充足的有關(guān)代碼意圖的信息。在充分了解這個代碼意圖實現(xiàn)的功能等信息的情況下， 就有可能將代碼在編譯時和運行時的并行吞吐量最大化，令開發(fā)者可以將更多精力放在他們所關(guān)注的商業(yè)領(lǐng)域的問題，將重量級的多核多處理器的任務(wù)計劃交托給編 譯器，運行時庫以及操作系統(tǒng)中的基礎(chǔ)設(shè)施代碼來處理。
循環(huán)函數(shù)是很重要的一個環(huán)節(jié)，因為在所有可用的硬件資源中，被分離的循環(huán)中的各個部分在一般情況下能夠提供更高的應(yīng)用性能。考慮這樣一個小情況：迭代選定組合中的全部元素以求得總和。最簡單最直接的執(zhí)行方法如下：
- std::vector< int> v;
- v.push_back(1);
- v.push_back(5);
- int total = 0;
- for (int ix = 0; ix < v.size(); ++ix){
- total += v[ix];
- }
以上的例子十分便于人工讀寫。對于熟悉C語言家族語法的開發(fā)者而言，這個循環(huán)的意圖也十分容易理解。然而對于編譯器以及運行時庫的組合而言，要在多個線程之間計劃好這個循環(huán)，它還需要類似于OpenMP編譯指示一類的指示來告訴它哪里有優(yōu)化的空間：
- std::vector< int> v;
- v.push_back(1);
- v.push_back(5);
- int total = 0;
- #pragma omp for
- for (int ix = 0; ix < v.size(); ++ix){
- #pragma omp atomic
- total += v[ix];
- }
第一個OpenMP指示提出了多線程運行for循環(huán)的要求，而第二個omp atomic指示則被用來防止多線程同時向總數(shù)變量上寫入。對于OpenMP，在MSDN庫的參考文檔中有關(guān)于所有指示的詳細介紹。
如果使用了聲明式循環(huán)技巧，那么將并行方法應(yīng)用在矢量求和上則更加干凈簡單。STL for_each函數(shù)是一個理想的替代品，以上的例子則被改寫如下：
- class Adder{
- private:
- int _total;
- public:
- Adder() : _total(0) {}
- void operator ( ) ( int& i )
- {
- _total += i;
- }
- operator int ( )
- {
- return _total;
- }
- };
- void VectorAdd()
- {
- std::vector< int> v;
- v.push_back(1);
- v.push_back(5);
- int total = std::for_each(v.begin(), v.end(), Adder());
- }
這里，具體的for循環(huán)被舍棄，求矢量和的代碼變得干凈了一些;但是由于需要使用一系列運行符來定義一個類，這使得這個解決方案被大大的復(fù)雜化了。 除非代碼庫中還有大量類似的求和聲明，否則一個開發(fā)者是不會僅僅為了STL for_each的那點好處而多花費功夫去定義一個新類的。
仔細檢查這個Adder類，可以很明顯的看出其大部分內(nèi)容都僅僅是用來滿足將實例用作函數(shù)對象的調(diào)用條件的。這個類中唯一起到計算作用的僅僅是那一 行_total += i。考慮到這一點，C++ 0x提供了一個被大大簡化了的、以lambda函數(shù)方式來實現(xiàn)的語法技巧。C++ lambda函數(shù)移除了對這些搭架子代碼的需求，并允許在另外的一個聲明中定義 一個謂詞函數(shù)。由此，VectorAdd函數(shù)可以被改寫如下：
- std::vector< int> v;
- v.push_back(1);
- v.push_back(5);
- int total = 0;
- std::for_each(v.begin(), v.end(),
- [&total](int x) {total += x;}
- );
Lambda函數(shù)的語法相當(dāng)直截了當(dāng)。方括號中的第一個lambda元素告訴編譯器，本地變量total通過引用被捕捉(這樣的情況下最好用引用捕 捉，因為你需要矢量和的結(jié)果在for_each之后仍然有效)，而lambda的第二部分則是參數(shù)列表。Lambda的最后一部分是函數(shù)的主體，這個例子 中就是將參數(shù)x的值加到變量total中去。
如果在C++ lambda函數(shù)中沒有需要捕捉的變量，或者只需要捕捉變量的一個副本，那么函數(shù)開始的方括號可以留空：
- std::for_each(v.begin(), v.end(), [](int x) {
- std::cout < < x < < std::endl;
- });
混合的捕捉方法也可以使用：
- int total = 0;
- bool displayInput = true;
- std::for_each(v.begin(), v.end(), [&total, displayInput](int x) {
- total += x;
- if (displayInput){
- std::cout < < x < < std::endl;
- }
- });
這里，變量displayInput通過副本被捕捉。Visual C++編譯器在編譯時會報錯C3491：'displayInput'：一個在lambda函數(shù)內(nèi)數(shù)值被改變的變量無法在一個非可變lambda中通過數(shù)值被捕捉。
Lambda函數(shù)中還有一個值得注意的地方，就是它的返回值類型。編譯器一般會盡可能的(也是被要求的)推斷l(xiāng)ambda表達式的返回值類型，不過 對于復(fù)雜的多行表達式而言，有可能會需要確切的聲明返回值類型。返回值類型聲明通過在lambda函數(shù)參數(shù)和函數(shù)主體之間添加-﹥運行符以及需要被聲明的 返回值類型來實現(xiàn)：
- std::for_each(v.begin(), v.end(),
- [&](int x)->void {total += x;});
- }
C++ lambda函數(shù)的出現(xiàn)，這令聲明式編程以及使用STL運算法則變得更加簡潔。Lambda函數(shù)允許在函數(shù)主體內(nèi)的可執(zhí)行代碼字行間進行定義。在為 編譯器提供強大的優(yōu)化提示之外，Lambda函數(shù)所推崇的代碼模式可以令人更加簡單的理解哪段代碼是要實現(xiàn)怎樣的功能。Visual C++ 2010將帶來在并行處理上的顯著功能提升，而lambda函數(shù)將是具體實現(xiàn)這些提升的重要手段之一。
