Qt5中的lambda表達式和使用lambda來寫connect

c11新特性中加入了lambda表達式，所以Qt 也支持

需在.pro文件中加入

CONFIG += c++11

例子：

QString program = "C:/Windows/System32/cmd.exe";
    QStringList arguments;
    arguments << "/c" << "dir" << "C:\\";
    QProcess* cmdProcess = new QProcess;
    QObject::connect(cmdProcess, &QProcess::readyRead,[=](){
        QTextCodec *codec = QTextCodec::codecForName("GBK");
        QString dir = codec->toUnicode(cmdProcess->readAll());
        qDebug() << dir;
    });
    cmdProcess->start(program, arguments);

一段簡單的Code

我也不是文藝的人，對於Lambda的歷史，以及Lambda與C++的那段淵源，我也不是很熟悉，技術人，講究拿代碼說事。

 代碼如下:

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
int a = 1;
int b = 2;

auto func = [=, &b](int c)->int {return b += a + c;};
return 0;
}

當我第一次看到這段代碼時，我直接凌亂了，直接看不懂啊。上面這段代碼，如果你看懂了，下面的內容就當時復習了；如果看不懂了，就接着和我一起總結吧。

基本語法

簡單來說，Lambda函數也就是一個函數，它的語法定義如下：

 代碼如下:

[capture](parameters) mutable ->return-type{statement}

1.[capture]：捕捉列表。捕捉列表總是出現在Lambda函數的開始處。實際上，[]是Lambda引出符。編譯器根據該引出符判斷接下來的代碼是否是Lambda函數。捕捉列表能夠捕捉上下文中的變量以供Lambda函數使用;

2.(parameters)：參數列表。與普通函數的參數列表一致。如果不需要參數傳遞，則可以連同括號“()”一起省略;

3.mutable：mutable修飾符。默認情況下，Lambda函數總是一個const函數，mutable可以取消其常量性。在使用該修飾符時，參數列表不可省略（即使參數為空）;

4.->return-type：返回類型。用追蹤返回類型形式聲明函數的返回類型。我們可以在不需要返回值的時候也可以連同符號”->”一起省略。此外，在返回類型明確的情況下，也可以省略該部分，讓編譯器對返回類型進行推導;

5.{statement}：函數體。內容與普通函數一樣，不過除了可以使用參數之外，還可以使用所有捕獲的變量。

與普通函數最大的區別是，除了可以使用參數以外，Lambda函數還可以通過捕獲列表訪問一些上下文中的數據。具體地，捕捉列表描述了上下文中哪些數據可以被Lambda使用，以及使用方式（以值傳遞的方式或引用傳遞的方式）。語法上，在“[]”包括起來的是捕捉列表，捕捉列表由多個捕捉項組成，並以逗號分隔。捕捉列表有以下幾種形式：

1.[var]表示值傳遞方式捕捉變量var；
2.[=]表示值傳遞方式捕捉所有父作用域的變量（包括this）；
3.[&var]表示引用傳遞捕捉變量var；
4.[&]表示引用傳遞方式捕捉所有父作用域的變量（包括this）；
5.[this]表示值傳遞方式捕捉當前的this指針。

上面提到了一個父作用域，也就是包含Lambda函數的語句塊，說通俗點就是包含Lambda的“{}”代碼塊。上面的捕捉列表還可以進行組合，例如：

1.[=,&a,&b]表示以引用傳遞的方式捕捉變量a和b，以值傳遞方式捕捉其它所有變量;
2.[&,a,this]表示以值傳遞的方式捕捉變量a和this，引用傳遞方式捕捉其它所有變量。

不過值得注意的是，捕捉列表不允許變量重復傳遞。下面一些例子就是典型的重復，會導致編譯時期的錯誤。例如：

3.[=,a]這里已經以值傳遞方式捕捉了所有變量，但是重復捕捉a了，會報錯的;
4.[&,&this]這里&已經以引用傳遞方式捕捉了所有變量，再捕捉this也是一種重復。

Lambda的使用

對於Lambda的使用，說實話，我沒有什么多說的，個人理解，在沒有Lambda之前的C++ , 我們也是那樣好好的使用，並沒有對缺少Lambda的C++有什么抱怨，而現在有了Lambda表達式，只是更多的方便了我們去寫代碼。不知道大家是否記得C++ STL庫中的仿函數對象，仿函數想對於普通函數來說，仿函數可以擁有初始化狀態，而這些初始化狀態是在聲明仿函數對象時，通過參數指定的，一般都是保存在仿函數對象的私有變量中;在C++中，對於要求具有狀態的函數，我們一般都是使用仿函數來實現，比如以下代碼：

代碼如下:

#include<iostream>
using namespace std;

typedef enum
{
add = 0,
sub,
mul,
divi
}type;

class Calc
{
public:
Calc(int x, int y):m_x(x), m_y(y){}

int operator()(type i)
{
switch (i)
{
case add:
return m_x + m_y;
case sub:
return m_x - m_y;
case mul:
return m_x * m_y;
case divi:
return m_x / m_y;
}
}

private:
int m_x;
int m_y;
};

int main()
{
Calc addObj(10, 20);
cout<<addObj(add)<<endl; // 發現C++11中，enum類型的使用也變了，更“強”了
return 0;
}

現在我們有了Lambda這個利器，那是不是可以重寫上面的實現呢？看代碼：

代碼如下:

#include<iostream>
using namespace std;

typedef enum
{
add = 0,
sub,
mul,
divi
}type;

int main()
{
int a = 10;
int b = 20;

auto func = [=](type i)->int {
switch (i)
{
case add:
return a + b;
case sub:
return a - b;
case mul:
return a * b;
case divi:
return a / b;
}
};

cout<<func(add)<<endl;
}

顯而易見的效果，代碼簡單了，你也少寫了一些代碼，也去試一試C++中的Lambda表達式吧。

關於Lambda那些奇葩的東西

看以下一段代碼：

代碼如下:

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
int j = 10;
auto by_val_lambda = [=]{ return j + 1; };
auto by_ref_lambda = [&]{ return j + 1; };
cout<<"by_val_lambda: "<<by_val_lambda()<<endl;
cout<<"by_ref_lambda: "<<by_ref_lambda()<<endl;

++j;
cout<<"by_val_lambda: "<<by_val_lambda()<<endl;
cout<<"by_ref_lambda: "<<by_ref_lambda()<<endl;

return 0;
}

程序輸出結果如下：

 代碼如下:

by_val_lambda: 11
by_ref_lambda: 11
by_val_lambda: 11
by_ref_lambda: 12

你想到了么？？？那這又是為什么呢？為什么第三個輸出不是12呢？

在by_val_lambda中，j被視為一個常量，一旦初始化后不會再改變（可以認為之后只是一個跟父作用域中j同名的常量），而在by_ref_lambda中，j仍然在使用父作用域中的值。所以，在使用Lambda函數的時候，如果需要捕捉的值成為Lambda函數的常量，我們通常會使用按值傳遞的方式捕捉；相反的，如果需要捕捉的值成成為Lambda函數運行時的變量，則應該采用按引用方式進行捕捉。

再來一段更暈的代碼：

代碼如下:

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
int val = 0;
// auto const_val_lambda = [=](){ val = 3; }; wrong!!!

auto mutable_val_lambda = [=]() mutable{ val = 3; };
mutable_val_lambda();
cout<<val<<endl; // 0

auto const_ref_lambda = [&]() { val = 4; };
const_ref_lambda();
cout<<val<<endl; // 4

auto mutable_ref_lambda = [&]() mutable{ val = 5; };
mutable_ref_lambda();
cout<<val<<endl; // 5

return 0;
}

這段代碼主要是用來理解Lambda表達式中的mutable關鍵字的。默認情況下，Lambda函數總是一個const函數，mutable可以取消其常量性。按照規定，一個const的成員函數是不能在函數體內修改非靜態成員變量的值。例如上面的Lambda表達式可以看成以下仿函數代碼：

 代碼如下:

class const_val_lambda
{
public:
const_val_lambda(int v) : val(v) {}
void operator()() const { val = 3; } // 常量成員函數

private:
int val;
};

對於const的成員函數，修改非靜態的成員變量，所以就出錯了。而對於引用的傳遞方式，並不會改變引用本身，而只會改變引用的值，因此就不會報錯了。都是一些糾結的規則。慢慢理解吧。

 

應用舉例

最近學習Qt，發現新大陸，這里做下記錄。

主要內容就是原始Qt4的信號槽連接方式，以及Qt5新版的連接方式，還有件事簡單演示一下lambda表達式的使用方式

代碼如下：

/*
 * 作者：張建偉
 * 時間：2018年4月1日
 * 簡述：該Demo僅僅用於測試和演示Qt5與Qt4的連接方式以及最新的槽函數支持lambda表達式
 */
 
#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QDebug>
Widget::Widget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
 
    // 傳統Qt是連接方式
    // 傳統Qt4連接方式為 信號發送者，信號，信號接受者，處理函數
    QObject::connect(ui->pushButton,SIGNAL(clicked(bool)),this,SLOT(qT4_slot()));
 
    //Qt5連接方式
    //其實這么寫的方式和Qt4沒有啥卻別，只是在Qt4 中引用了信號槽，在簡單的使用時沒有問題，但是在龐大的工程中，信號和曹 僅僅是宏替換，在編譯的時候沒有安全監測
    //Qt5的新方法，在編譯的時候就會有監測，如果我們手誤操作失誤，就會出現問題
    QObject::connect(ui->pushButton_2,&QPushButton::clicked,this,&Widget::qT5_slot);
 
 
 
    //Qt5 Lambda表達式
    //這里需要注意 Lambda表達式是C++ 11 的內容，所以，需要再Pro項目文件中加入 CONFIG += C++ 11
    QObject::connect(ui->pushButton_3,&QPushButton::clicked,[=](){qDebug()<<"lambda 表達式";});
 
 
 
}
 
Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}
 
void Widget::qT4_slot()
{
    qDebug()<< "This is Qt 4 Connect method";
}
 
void Widget::qT5_slot()
{
    qDebug()<< "This is Qt 5 Connect method";
}

 

 

參考鏈接：

1、Qt5中使用lambda表達式

2、在connect中使用lambda實現高效的信號/槽關聯

3、QT 使用 lambda來寫connect

4、如何利用 C++ 的 Lambda 表達式提升 Qt 代碼