ラムダ式の例

[アーティクル]
04/03/2023

この記事では、プログラムでラムダ式を使用する方法を示します。ラムダ式の概要については、「ラムダ式」を参照してください。ラムダ式の構造の詳細については、「ラムダ式の構文」を参照してください。

ラムダ式の宣言

例 1

ラムダ式は型指定されているため、この例に示すように auto 変数または function オブジェクトに割り当てることができます。

// declaring_lambda_expressions1.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <functional>
#include <iostream>

int main()
{
    using namespace std;

    // Assign the lambda expression that adds two numbers to an auto variable.
    auto f1 = [](int x, int y) { return x + y; };

    cout << f1(2, 3) << endl;

    // Assign the same lambda expression to a function object.
    function<int(int, int)> f2 = [](int x, int y) { return x + y; };

    cout << f2(3, 4) << endl;
}

この例では、次の出力が生成されます:

5
7

解説

詳細については、「auto」、「function クラス」、および「関数呼び出し」を参照してください。

ラムダ式は関数の本体で最も頻繁に宣言されますが、変数を初期化できる場所ならどこでも宣言できます。

例 2

Microsoft C++ コンパイラは、式が呼び出されるときではなく式が宣言されるときに、ラムダ式をキャプチャした変数にバインドします。次の例では、ローカル変数 i を明示的に値でキャプチャし、ローカル変数 j を暗黙的に参照でキャプチャするラムダ式を示しています。ラムダ式は i を値でキャプチャするため、プログラムが後で i を再割り当てしても式の結果に影響しません。ただし、ラムダ式は j を参照でキャプチャするため、j の再割り当ては式の結果に影響します。

// declaring_lambda_expressions2.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <functional>
#include <iostream>

int main()
{
   using namespace std;

   int i = 3;
   int j = 5;

   // The following lambda expression captures i by value and
   // j by reference.
   function<int (void)> f = [i, &j] { return i + j; };

   // Change the values of i and j.
   i = 22;
   j = 44;

   // Call f and print its result.
   cout << f() << endl;
}

この例では、次の出力が生成されます:

[この記事の内容]

ラムダ式の呼び出し

次のコードスニペットに示しているように、ラムダ式は直接呼び出すことができます。 2 番目のスニペットでは、find_if などの C++ 標準テンプレートライブラリアルゴリズムに引数としてラムダを渡す方法を示しています。

例 1

この例は、2 つの整数値の合計を返し、引数 5 と 4 で直接、式を呼び出すラムダ式を宣言します。

// calling_lambda_expressions1.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>

int main()
{
   using namespace std;
   int n = [] (int x, int y) { return x + y; }(5, 4);
   cout << n << endl;
}

この例では、次の出力が生成されます:

例 2

この例は、find_if 関数の引数としてラムダ式を渡します。ラムダ式は、パラメーターが偶数の場合、true を返します。

// calling_lambda_expressions2.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <list>
#include <algorithm>
#include <iostream>

int main()
{
    using namespace std;

    // Create a list of integers with a few initial elements.
    list<int> numbers;
    numbers.push_back(13);
    numbers.push_back(17);
    numbers.push_back(42);
    numbers.push_back(46);
    numbers.push_back(99);

    // Use the find_if function and a lambda expression to find the
    // first even number in the list.
    const list<int>::const_iterator result =
        find_if(numbers.begin(), numbers.end(),[](int n) { return (n % 2) == 0; });

    // Print the result.
    if (result != numbers.end()) {
        cout << "The first even number in the list is " << *result << "." << endl;
    } else {
        cout << "The list contains no even numbers." << endl;
    }
}

この例では、次の出力が生成されます:

The first even number in the list is 42.

解説

find_if 関数の詳細については、「find_if」を参照してください。共通のアルゴリズムを実行する C++ 標準ライブラリ関数の詳細については、「<algorithm>」を参照してください。

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ラムダ式の入れ子

例

この例に示しているように、ラムダ式を別のラムダ式の入れ子にすることができます。内側のラムダ式は、その引数を 2 倍し、その結果を返します。外側のラムダ式は、引数を持つ内側のラムダ式を呼び出し、結果に 3 を追加します。

// nesting_lambda_expressions.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <iostream>

int main()
{
    using namespace std;

    // The following lambda expression contains a nested lambda
    // expression.
    int timestwoplusthree = [](int x) { return [](int y) { return y * 2; }(x) + 3; }(5);

    // Print the result.
    cout << timestwoplusthree << endl;
}

この例では、次の出力が生成されます:

解説

この例では、[](int y) { return y * 2; } は入れ子になったラムダ式です。

[この記事の内容]

高階ラムダ関数

例

多くのプログラミング言語では、上位の関数の概念がサポートされています。上位の関数は、別のラムダ式を引数として受け取るラムダ式、またはラムダ式を返すラムダ式です。 function クラスを使用すると、C++ ラムダ式が高階関数のように動作できるようになります。この例は、function オブジェクトを返すラムダ式と、function オブジェクトを引数として受け取るラムダ式を示しています。

// higher_order_lambda_expression.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <iostream>
#include <functional>

int main()
{
    using namespace std;

    // The following code declares a lambda expression that returns
    // another lambda expression that adds two numbers.
    // The returned lambda expression captures parameter x by value.
    auto addtwointegers = [](int x) -> function<int(int)> {
        return [=](int y) { return x + y; };
    };

    // The following code declares a lambda expression that takes another
    // lambda expression as its argument.
    // The lambda expression applies the argument z to the function f
    // and multiplies by 2.
    auto higherorder = [](const function<int(int)>& f, int z) {
        return f(z) * 2;
    };

    // Call the lambda expression that is bound to higherorder.
    auto answer = higherorder(addtwointegers(7), 8);

    // Print the result, which is (7+8)*2.
    cout << answer << endl;
}

この例では、次の出力が生成されます:

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関数でのラムダ式の使用

例

関数の本体でラムダ式を使用できます。ラムダ式は、外側の関数がアクセスできる任意の関数またはデータメンバーにアクセスできます。 this ポインターを明示的または暗黙的にキャプチャして、外側のクラスの関数とデータメンバーへのアクセスを提供できます。 Visual Studio 2017 バージョン 15.3 以降 (/std:c++17 以降で使用可能): 元のオブジェクトがスコープ外に出た後にコードが実行される可能性がある非同期操作または並列操作でラムダが使用される場合は、値 ([*this]) で this をキャプチャします。

ここで示しているように、関数内で this ポインターを明示的に使用できます。

// capture "this" by reference
void ApplyScale(const vector<int>& v) const
{
   for_each(v.begin(), v.end(),
      [this](int n) { cout << n * _scale << endl; });
}

// capture "this" by value (Visual Studio 2017 version 15.3 and later)
void ApplyScale2(const vector<int>& v) const
{
   for_each(v.begin(), v.end(),
      [*this](int n) { cout << n * _scale << endl; });
}

this ポインターを暗黙的にキャプチャすることもできます。

void ApplyScale(const vector<int>& v) const
{
   for_each(v.begin(), v.end(),
      [=](int n) { cout << n * _scale << endl; });
}

次の例は、スケール値をカプセル化する Scale クラスを示しています。

// function_lambda_expression.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

class Scale
{
public:
    // The constructor.
    explicit Scale(int scale) : _scale(scale) {}

    // Prints the product of each element in a vector object
    // and the scale value to the console.
    void ApplyScale(const vector<int>& v) const
    {
        for_each(v.begin(), v.end(), [=](int n) { cout << n * _scale << endl; });
    }

private:
    int _scale;
};

int main()
{
    vector<int> values;
    values.push_back(1);
    values.push_back(2);
    values.push_back(3);
    values.push_back(4);

    // Create a Scale object that scales elements by 3 and apply
    // it to the vector object. doesn't modify the vector.
    Scale s(3);
    s.ApplyScale(values);
}

この例では、次の出力が生成されます:

解説

ApplyScale 関数は、ラムダ式を使用してスケール値と vector オブジェクト内の各要素の積を出力します。ラムダ式は、_scale メンバーにアクセスできるように this を暗黙的にキャプチャします。

[この記事の内容]

テンプレートでのラムダ式の使用

例

ラムダ式は型指定されているため、それらを C++ テンプレートで使用できます。 negate_all 関数および print_all 関数の例を次に示します。 negate_all 関数は、単項 operator- を vector オブジェクトの各要素に適用します。 print_all 関数は、vector オブジェクトの各要素をコンソールに出力します。

// template_lambda_expression.cpp
// compile with: /EHsc
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>

using namespace std;

// Negates each element in the vector object. Assumes signed data type.
template <typename T>
void negate_all(vector<T>& v)
{
    for_each(v.begin(), v.end(), [](T& n) { n = -n; });
}

// Prints to the console each element in the vector object.
template <typename T>
void print_all(const vector<T>& v)
{
    for_each(v.begin(), v.end(), [](const T& n) { cout << n << endl; });
}

int main()
{
    // Create a vector of signed integers with a few elements.
    vector<int> v;
    v.push_back(34);
    v.push_back(-43);
    v.push_back(56);

    print_all(v);
    negate_all(v);
    cout << "After negate_all():" << endl;
    print_all(v);
}

この例では、次の出力が生成されます:

34
-43
56
After negate_all():
-34
43
-56

解説

C++ テンプレートの詳細については、「テンプレート」を参照してください。

[この記事の内容]

例外処理

例

ラムダ式の本体は、構造化例外処理 (SEH: Structured Exception Handling) および C++ 例外処理の規則に従います。発生した例外をラムダ式の本体で処理するか、または例外処理を外側のスコープに延期することができます。この例は、for_each 関数とラムダ式を使用して、vector オブジェクトに別のオブジェクトの値を挿入します。 try/catch ブロックを使用して、最初のベクターへの無効なアクセスを処理します。

// eh_lambda_expression.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    // Create a vector that contains 3 elements.
    vector<int> elements(3);

    // Create another vector that contains index values.
    vector<int> indices(3);
    indices[0] = 0;
    indices[-1] = 1; // This is not a valid subscript. It will trigger an exception.
    indices[2] = 2;

    // Use the values from the vector of index values to
    // fill the elements vector. This example uses a
    // try/catch block to handle invalid access to the
    // elements vector.
    try
    {
        for_each(indices.begin(), indices.end(), [&](int index) {
            elements.at(index) = index;
        });
    }
    catch (const out_of_range& e)
    {
        cerr << "Caught '" << e.what() << "'." << endl;
    };
}

この例では、次の出力が生成されます:

Caught 'invalid vector<T> subscript'.

解説

例外処理の詳細については、「例外処理」を参照してください。

[この記事の内容]

マネージド型でのラムダ式の使用 (C++/CLI)

例

ラムダ式の capture 句には、マネージド型の変数を含めることができません。ただし、ラムダ式のパラメーターリストにマネージド型の引数を渡すことができます。この例に示しているラムダ式は、ローカル非マネージ型変数 ch を値でキャプチャし、System.String オブジェクトをパラメーターとして受け取ります。

// managed_lambda_expression.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;

int main()
{
    char ch = '!'; // a local unmanaged variable

    // The following lambda expression captures local variables
    // by value and takes a managed String object as its parameter.
    [=](String ^s) {
        Console::WriteLine(s + Convert::ToChar(ch));
    }("Hello");
}

この例では、次の出力が生成されます:

Hello!

解説

ラムダ式を STL/CLR ライブラリで使用することもできます。詳細については、「STL/CLR ライブラリリファレンス」を参照してください。

重要

ラムダは、共通言語ランタイム (CLR) によって管理されるエンティティである ref class、ref struct、value class、value struct ではサポートされていません。

[この記事の内容]

ラムダ式の例

ラムダ式の宣言

例 1

解説

例 2

ラムダ式の呼び出し

例 1

例 2

解説

ラムダ式の入れ子

例

解説

高階ラムダ関数

例

関数でのラムダ式の使用

例

解説

テンプレートでのラムダ式の使用

例

解説

例外処理

例

解説

マネージド型でのラムダ式の使用 (C++/CLI)

例

解説

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