C++14の一般化ラムダ式（ジェネリックラムダ）の使い方を解説

C++11ではラムダ式が導入されました。ラムダ式とは、他の関数呼び出しの中に直接記述できる無名関数のことで、コードの一部としてその場で定義・利用できます。さらにautoキーワードと組み合わせることで、ラムダ式を変数に格納し、後から再利用することも可能です。

C++14では、このラムダ式がさらに強化されました。それが一般化ラムダ式（ジェネリックラムダ）です。従来のC++11のラムダ式では、引数の型を明示的に指定する必要がありましたが、一般化ラムダ式では引数の型にautoを使えるようになり、1つのラムダ式で複数の異なる型に対応できるようになりました。

例えば、「整数同士の加算」「浮動小数点数同士の加算」「文字列の連結」など、異なる型に対して同じ処理を行いたい場合、一般化ラムダ式を使えば1つの定義で済みます。

基本構文

一般化ラムダ式の構文は以下の通りです。引数の型がautoになっている点がポイントです。

[](auto x, auto y) { return x + y; }

サンプルコード

実際のコード例を見てみましょう。同じラムダ式で整数、浮動小数点数、文字列という3種類の異なる型を処理しています。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    auto add = [](auto arg1, auto arg2) { // 一般化ラムダ式を定義
        return arg1 + arg2;
    };

    cout << "Sum of integers: " << add(5, 8) << endl;
    cout << "Sum of floats: " << add(2.75, 5.639) << endl;
    cout << "Concatenate Strings: " << add(string("Hello "), string("World")) << endl;

    return 0;
}

実行結果

Sum of integers: 13
Sum of floats: 8.389
Concatenate Strings: Hello World

解説

この例では、ラムダ式addは引数の型をautoで受け取るため、コンパイラが呼び出し時に渡された実引数の型から自動的に推論します。

• add(5, 8) → int型同士の加算となり、13が出力されます。
• add(2.75, 5.639) → double型同士の加算となり、8.389が出力されます。
• add(string("Hello "), string("World")) → std::string同士の連結となり、Hello Worldが出力されます。

内部的には、一般化ラムダ式はoperator()がテンプレート化された関数オブジェクト（クロージャ型）として扱われます。つまり、テンプレート関数を簡潔に書くための手段とも言えます。

まとめ

C++14の一般化ラムダ式を使うことで、型ごとに関数やファンクタを個別に定義する手間が省け、コードの再利用性と可読性が大きく向上します。特にSTLアルゴリズムのコールバックなどで、さまざまな型に対応する処理を簡潔に記述したい場合に非常に便利な機能です。