c++] 람다함수 사용하기

C++ 람다함수 사용하기

기본 구조

​x
[/*캡쳐할 변수*/](/*사용할 인자*/){/*함수내용*/};

기본적으로 람다 함수의 구조는 위와 같다.

[] 의 안에는 람다 함수의 바깥에서 사용되는 변수 중에서 람다함수 내에서 사용하고 싶은 변수를 지정하면 되고, () 안에는 일반적인 함수 선언 시 처럼 함수의 인자로 받아올 변수들을 선언하면 된다. {} 에는 당연히 함수의 실제 동작 코드를 작성하면 된다.

이처럼 작성된 람다함수는 생성 즉시 실행하고 해제하거나, 변수에 할당하여 일반 함수처럼 사용할 수 있다.

xxxxxxxxxx
[](int a) {printf("%d", a)} (10); // 10을 출력. 그 자리에서 람다함수를 사용
auto printer = [] (int a) {printf("%d", a)}; // 람다 함수를 변수에 할당
printer(10); // 10을 출력. 일반 함수처럼 사용함. 

위의 코드 처럼 함수 선언 바로 뒤에 (넘겨줄 인자) 를 작성하여 바로 사용을 할 수도 있고, 변수에 직접 람다함수를 할당하여 유효 범위 내에서 함수처럼 사용할 수도 있다.

 

캡쳐 변수

일반 함수와 람다함수에서의 큰 차이점은 캡쳐 변수를 사용한다는 점이다. 이는 일반 함수에서는 없던 구문으로 처음 람다함수를 사용하는 사용자들이 많이 헷갈려 하는 부분이다. 첫 사용자들을 위해 캡쳐 변수에 대해서만 상세하게 설명하도록 한다.

람다함수에서 사용하는 캡쳐 변수의 타입은 2가지이다.

• 값복사 캡쳐 변수: 일반적인 복사 방식으로, 변수의 값 전체를 복사해서 사용한다.
• 참조복사 캡쳐 변수: 값을 복사 하지않고 변수의 참조를 복사하여 사용한다.

캡쳐 변수 부분에 작성하는 코드는 아래와 같다.

x
[&](){printf("유효 범위 내의 모든 변수를 참조복사")};
[=](){printf("유효 범위 내의 모든 변수를 값복사")};
[](){printf("어떤 변수도 복사/참조 하지 않음")};
[&x](){printf("변수 x 만 참조 복사하여 사용함")};
[x](){printf("변수 x 만 값 복사하여 사용함")};
[&x, y](){printf("변수 x 는 참조 복사, y는 값복사 하여 사용함")};

위의 예제코드를 보면서 하나씩 확인해보자. [] 에 들어갈 수 있는 코드 형태는 아래와 같다.

• 아무 것도 작성하지 않음: 외부 변수를 참조하지 않는다.
• &: 모든 변수를 참조 복사 형태로 사용함.
• =: 모든 변수를 값 복사 형태로 사용함.
• &변수이름: 지정한 변수만 참조 복사 형태로 사용함.
• 변수이름: 지정한 변수만 값 복사 형태로 사용함.
• 변수이름, 변수이름, &변수이름: 다중 변수들을 지정한 형태 (값/참조) 로 사용함.

람다 함수 내에서 캡쳐 변수들을 사용할 때, & 를 통해 복사한 변수들은 일반적인 참조 변수와 같이, 함수 내부에서의 변수 값 수정이 곧바로 원본 변수에 반영 된다.

그러나 = 혹은 변수이름 을 통해 복사한 변수들을 참조복사가 아니고 값복사 이므로, 함수 내에서 변수에 대한 수정을 가할 수 없다. 혹시나 함수 내에서 x = 10; 등을 통해 값복사 변수에 새로운 값을 할당하려고 하면 컴파일 에러가 발생하게 된다.

이 때, 반드시 람다 함수 내에서 값복사 캡쳐를 해야 하고, 함수 내에서 해당 변수를 수정할 일이 필요한 경우에는 mutable 지시자를 추가하여 컴파일 에러를 피할 수 있다.

xxxxxxxxxx
auto f = [&x, y] () {
    x = 10; // 정상적으로 컴파일 됨
    y = 20; // 컴파일 에러가 발생함. 
}
​
auto h = [&x, y] () mutable {
    x = 10;
    y = 20; // 컴파일이 정상적으로 수행됨. 원본 데이터에 반영은 되지 않음. 
}

 

람다 함수를 저장하고 있는 변수의 변수 타입

위의 예제에서 람다함수를 변수에 할당 할 때 auto 키워드를 사용하여 변수 자체적으로 타입을 설정하도록 하였다. auto 가 아니라 람다함수의 타입을 직접 지정하고 싶은 경우에는 #include <functional> 을 통해 지정할 수 있다.

기본적인 타입 형태는 아래와 같다.

xxxxxxxxxx
// function<리턴타입(콤마로 구분한 인자의 타입들)>
​
function<void()> print = [](){}; // 리턴도 안하고 인자도 안받음
function<void(int)> print2 = [](int a){}; // 리턴은 안하지만 int 형 인자를 받음
function<int(int, int)> print3 = [] (int a, int b) {
    return a + b;
} // int 형 리턴을 하며, int 형 인자 2개를 받음

 

람다 함수에서의 재귀 호출

람다 함수에서도 일반 함수에서처럼 재귀 호출을 사용할 수 있다. 단 재귀 호출을 사용할 때에는 auto 키워드를 사용할 수 없고, functional 을 통해 직접 함수 타입을 지정해야 한다. 또한, 람다함수 내에서 람다 밖에서 선언된 람다함수를 할당한 변수를 사용하고 있으므로, 캡쳐 변수에서 해당 변수를 캡쳐함을 명시해야 한다. 아래 예제를 통해 살펴보자

xxxxxxxxxx
function<int (int)> f = [&] (int n) {
    if (n == 0) return 1;
    return f(n-1);
}

위는 간단히 람다 함수를 통해 재귀호출을 한 에제 이다.

인자로 int 형 한개를 받고, 리턴 값이 int 형 이므로 function<int(int)> 를 통해 함수의 타입을 명시하였다. 그리고 람다 함수 내부에서 변수 f 호출을 통해 재귀 호출을 수행해야 하므로, & 캡쳐 변수를 통해 외부 변수인 f 를 참조할 수 있도록 하였다.