Qt Lambda表達式全面解析

一、Lambda表達式簡介

Lambda表達式是C++11中的新特性，它是一種能夠捕獲上下文中變量，從而能夠在運行時創建匿名函數的方法。Lambda表達式背後的思想是，允許我們在刻畫一個函數的同一處，同時制定這個函數所操作的數據。相比於傳統的函數指針，Lambda表達式具有更好地可讀性和更靈活的能力。

在Qt編程中，Lambda表達式的使用非常廣泛，被用於對已有的元素進行操作、遍歷集合等等，Qt中的許多函數都接受Lambda表達式作為參數。

二、Qt Lambda表達式的語法

Qt Lambda表達式的形式如下：

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

其中，capture list、parameters、mutable/specifier和return type都是可選的。

下面是一個簡單的示例：

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

此Lambda表達式為一個接受兩個int參數並返回int的函數，將兩個參數相加。

三、Qt Lambda表達式的用途

1.用Lambda表達式進行信號槽的連接

在Qt中，我們可以使用Lambda表達式來連接信號和槽。例如：

connect(button, &QPushButton::clicked, this, [] () {
    qDebug() << "Button clicked";
});

上述代碼展示了如何在QPushButton的clicked信號和一個Lambda表達式之間連接槽。當按鈕被點擊時，連到這個槽的Lambda表達式會執行。

2.使用Lambda表達式遍歷容器

另一個使用Lambda表達式的常見場景是遍歷容器。我們可以通過Qt中的foreach()函數完成對容器的遍歷，例如：

QVector<int> intVec {1, 2, 3};
foreach(int i, intVec) {
    qDebug() << i;
}

上述代碼展示了如何使用foreach()函數遍歷一個整數向量。

我們還可以使用Qt的STL容器適配器中的C++11範圍for循環語法，例如：

QVector<int> intVec {1, 2, 3};
for (const auto& i : intVec) {
    qDebug() << i;
}

上述代碼同樣可以完成與前面相同的效果。

3.使用Lambda表達式進行線程控制

在Qt中，我們可以使用Lambda表達式在線程中運行任務，例如：

QThread* thread = new QThread;
connect(thread, &QThread::started, [this] () {
    qDebug() << "Thread started";
});

connect(thread, &QThread::finished, [this] () {
    qDebug() <start();

上述代碼展示了如何創建一個新線程並在線程中執行Lambda表達式。

四、Qt Lambda表達式的捕獲列表和可變要求

1.捕獲列表

在使用Lambda表達式時，捕獲列表指定Lambda表達式中應該“捕獲”哪些變量。例如：

int a = 1;
auto func = [a] () {
    qDebug() << "a is " << a;
};

上述代碼展示了如何捕獲變量a並在Lambda表達式中使用它。

在捕獲列表中，可以使用以下兩種方式進行捕獲：

1.值捕獲

int a = 1;
auto func1 = [a] () mutable {
    a++;
    qDebug() << "a is " << a;
};

auto func2 = [] (int a) {
    qDebug() << "a is " << a;
};

在上述代碼中，func1和func2分別使用了值捕獲。在func1中，使用了mutable關鍵字，允許我們修改值捕獲的變量；在func2中，我們將a作為參數傳遞給Lambda表達式。

2.引用捕獲

int a = 1;
auto func = [&a] () mutable {
    a++;
    qDebug() << "a is " << a;
};

在上述代碼中，使用了引用捕獲。Lambda表達式中捕獲的是變量a的引用，因此在表達式中修改它也會反映到原變量的值上。

2.可變要求

使用mutable關鍵字可以將捕獲的變量變成可變的，允許我們在Lambda表達式中修改它。默認情況下，變量是不可修改的。例如：

int a = 1;
auto func = [a] () mutable {
    a++;
    qDebug() << "a is " << a;
};

在上述代碼中，使用了mutable關鍵字，允許我們在Lambda表達式中修改變量a的值。

五、總結

Qt Lambda表達式的使用方式非常靈活，不僅可以用於信號槽的連接、容器的遍歷，還可以在多線程編程中使用。捕獲列表和可變要求為Lambda表達式帶來了更高的可定製性，並且代碼的可讀性更強。

六、完整代碼示例

下面是一個使用Qt Lambda表達式的完整示例：

#include <QtGlobal>
#include <QDebug>
#include <QVector>
#include <QThread>

void connectButton();
void traverseVector();
void runInThread();

int main(int argc, char *argv[])
{
    Q_UNUSED(argc);
    Q_UNUSED(argv);

    connectButton();
    traverseVector();
    runInThread();

    return 0;
}

void connectButton()
{
    QPushButton* button = new QPushButton("Click me!");
    connect(button, &QPushButton::clicked, [] () {
        qDebug() <show();
}

void traverseVector()
{
    QVector<int> intVec {1, 2, 3};
    foreach(int i, intVec) {
        qDebug() << i;
    }

    for (const auto& i : intVec) {
        qDebug() << i;
    }
}

void runInThread()
{
    QThread* thread = new QThread;
    connect(thread, &QThread::started, [thread] () {
        qDebug() << "Thread started";
    });

    connect(thread, &QThread::finished, [thread] () {
        qDebug() <start();
}