Lambda Expressions

transform과 for_each 함수를 공부하다 람다식을 사용하는 것을 보고 정리를 해보게 되었다.

참고한 문서는 아래와 같다

https://learn.microsoft.com/ko-kr/cpp/cpp/lambda-expressions-in-cpp?view=msvc-170

C++ 람다 식

https://modoocode.com/196

씹어먹는 C++ 토막글 ② - 람다(lambda) 함수

https://en.cppreference.com/w/cpp/language/lambda

Lambda expressions (since C++11) - cppreference.com

 

1. 람다식이 무엇일까?

• C++ 11에 도입되었으며, 이름이 없는 함수이다.
• 함수에 인수로 호출되거나 전달되는 위치에서 함수 개체를 정의하는 편리한 방법이다. 
• 코드의 가독성을 높이고, 유연한 처리가 가능하도록 해준다.
• 간단한 sort 함수에서의 사용 예제를 보면서 이해해 보자

void abssort(float* x, unsigned  n)
{
	sort(x, x + n, [](float a, float b) {return abs(a) < abs(b); });
}

• 위의 코드에 float arr[3] = { 1.2f,-5.4f,0.2f }; 를 대입하면, {0.2, 1.2, -5.4} 로 정렬되는 결과가 나온다.

2. 기본 구조

1. capture절
   • 값에 의한 캡쳐인지, 참조에 의한 것인지 지정하기
     • [ ] : 람다 본문이 바깥 범위 변수에 엑세스하지 않음
     • [&] : 외부의 모든 변수를 레퍼런스로 가져온다.
     • [=] : 외부의 모든 변수들을 값으로 가져온다,
       • 값으로 가져오는 경우 해당 변수들은 자동으로 const 키워드가 붙는다
     • ex)  total은 레퍼런스로, factor는 값으로 엑세스 하는 것을 아래와 같이 여러가지로 표현이 가능하다.
       • [&total, factor]
       • [factor, &total]
       • [=, &total]
       • [&, factor] 
2. 매개변수 목록
3. 변경 가능한 사양 (선택)
   • 일반적으로 람다의 호출 연산자는 const-by-value 이지만, mutable을 통해 취소할 수 있다.
   • mutable을 통해 람다 본문에서 값으로 캡쳐된 변수를 수정할 수 있다.
4. exception-specification (선택)
   • noexcept를 사용하여 람다식이 throw 하지 않음을 나타내도록 할 수 있다.
5. 후행 반환 형식 (선택)
   • 반환 형식은 원래 자동으로 추론된다.
   • 반환 형식을 auto로 지정하지 않는 한 해당 키워드를 사용할 필요가 없다
   • 람다 본문에 return 문이 하나만 포함된 경우 반환 형식을 생략할 수 있다.
6. 람다 본문
   • 람다 본문에서 접근할 수 있는 변수는 
     
     • 바깥족 범위에서 캡쳐된 변수
     • 매개변수
     • 로컬로 선언된 변수
     • 전역변수

3. 예제들

• 다른 캡쳐 방식, mutable 키워드, 매개변수 사용
  • mutable 키워드를 통해 값으로 캡쳐된 n 이라는 값을 람다 본문에서 수정할 수 있게 해줌
  • 그러나 레퍼런스로 캡쳐된 값인 sum만 값이 변경되는 것을 확인할 수 있다.

int sum = 0;
int n = 0;

[&, n](int a) mutable {sum = ++n + a; }(4);
cout << sum << " " << n << "\n"; //5 0 출력

• 레퍼런스 인자로 받기

int i = 7;
[](int& v) {v *= 10; }(i);
cout << i << "\n"; //70 출력

• 캡쳐가 이루어지는 시점은 함수 객체(클로저)가 처음 생성될 때이다.

int num = 10;
auto func = [=]{cout << num << "\n";};
num = 100;
func(); //10 출력

• 벡터와 string 값 바꾸기
  • 기억할 것
    • 람다를 정의하고 바로 실행하려면, 뒤에 ( )를 붙여야 한다.
    • 매개변수가 있다면 ( ) 안에 우리가 지정한 매개변수를 넣으면 된다.

vector<int> vec = { 1,2,3,4,5 };	
[&] (int a) {vec[0] = a; }(100);
for (auto v : vec)
	cout << v << " "; //100 2 3 4 5 출력

string str = "Hello";
for_each(str.begin(), str.end(), [&](char& c) {c = toupper(c); });
cout << str; //HELLO 출력

• 약간 복잡한 예제 (캡쳐의 범위에 관한)
  • 기억할 것
    • 람다를 변수로 저장한 후 호출하는 모습 -> m(); f();
    • mutable을 통해 값으로 캡쳐한 i 값을 수정하게 함

int i = 8;
auto f = [i]() mutable {
	int j = 2;
	auto m = [&, j]() mutable { i /= j; };
	m();
	cout << "inner: " << i;  //4출력
	};
f();
cout << " outer: " << i; //8출력