C++11 Lambda表达式

Lambda表达式

C++11的一大特性就是引入了Lambda表达式，并在后续的C++14进行了加强。
利用Lambda表达式，可以方便定义和创建匿名函数。
一个Lambda表达式表示一个可调用单元，我们可以将其理解为一个未命名的内联函数。

Lambda语法定义

[capture list] (paramters list) mutable exception-> return type{function body}

其中——

1. capture list，捕获外部变量列表；
2. paramters list，形参列表；
3. mutable，用来说明是否可以修改捕获的外部变量；
4. exception，抛出异常；
5. return type，返回类型；
6. function body，函数体。

除此之外，还可以缺省部分声明构成不完整的Lambda表达式，常见的有以下几种——

序号	格式
1	[capture list] (params list) -> return type {function body}
2	[capture list] (params list) {function body}
3	[capture list] {function body}

其中——

1. 格式1省略了mutable关键字和exception，声明的是一个const类型的表达式，这种表达式不能修改捕获列表中的值；
2. 格式2 省略了返回类型return type，但是编译器可以根据functionbody中的return语句推断出Lambda表达式的返回类型，如果没有return语句，默认为void类型；
3. 格式3中省略了参数列表，即无参的Lambda表达式。

举个使用Lambda表达式的例子——

#include
#include
#include
using namespace std;
int main(){
	vector<int> v{12,52,67,87,34,95,16,48};
	//使用格式3的Lambda表达式定义sort排序规则
	sort(v.begin(),v.end(),
		[](int&a,int&b){return a<b;});
	for(auto&elem:v){
		cout<<elem<<" ";
	}
	return 0;
}

Lambda捕获外部参数

Lambda表达式可以使用其可见范围内的外部变量，但必须明确声明。主要通过中括号[]来捕获外部变量，比如——

#include
using namespace std;
int main(){
	int a = 100;
	auto f = [a]{cout<<a<<endl;};
	f();// f相当于一个无参的函数调用
	return 0;
}

这种方式有别于传统的函数参数，增加了语言使用的灵活性。
Lambda表达式的外部变量捕获有4种方式：值捕获、引用捕获、隐式捕获和混合捕获。

值捕获

值捕获与函数传参数相似，都是按值传递，外部变量的改变不会影响表达式已捕获变量的值——

#include
using namespace std;
int main(){
	int a = 100;
	auto f = [a]{cout<<a<<endl;};
	a = 200;// 此时改变a的值
	f();// 依旧输出100，而不是200
	return 0;
}

需要注意的是，捕获的外部变量是const的，无法修改。
如果需要修改，需添加mutable关键字，括号也不能省略，比如说——

#include
using namespace std;
int main(){
	int a = 100;
	auto f = [a]()mutable{cout<<++a<<endl;};
	a = 200;// 
	f();
	return 0;
}

引用捕获

顾名思义，就是捕获一个外部变量的引用，只需要在捕获的外部变量前面加上一个&即可——

#include
using namespace std;
int main(){
	int a = 100;
	auto f = [&a]{cout<<a<<endl;};
	a = 200;// 此时改变a的值
	f();// 输出200
	a = 300；
	f();//输出300
	return 0;
}

隐式捕获

有时候，捕获的变量比较多的情况，一一书写变量名，可能就会很麻烦。
针对这种情况，Lambda提供了一种隐式捕获的方法，让编译器自行推断需要捕获哪些变量。
我们只需要定义捕获的方式是值捕获还是引用捕获，这就是隐式捕获。
具体使用方法，举例如下——

#include
using namespace std;
int main(){
	int a = 100;
	int b = 200;
	int c = 300;
	int d = 400;
	auto f = [=]{
		cout<<"a = "<<a<<endl
		<<"b = "<<b<<endl
		<<"c = "<<c<<endl
		<<"d = "<<d <<endl;};// 值捕获 
	f();
	return 0;
}

只需要把=改成&，就变成引用捕获了，在此不再举例。

混合方式

Lambda还支持以上几种方式的混合使用，具体语法，总结如下——

序号	语法	作用
1	[]	不捕获任何外部变量
2	[args …]	默认是值捕获的方式，如果需要引用捕获，需要单独在变量名前加&
3	[this]	以值捕获的形式捕获this指针
4	[=]	以值捕获的形式捕获所有外部变量
5	[&]	以引用捕获的方式捕获所有的外部变量
6	[=,&x]	变量x以引用捕获，其余值捕获
7	[&,x]	变量x值捕获，其余引用捕获

Lambda参数列表

Lambda表达式的参数列表和函数的参数列表类似，但是又有所不同，具体表现为——

1. 不支持默认参数列表
2. 不支持可变参数列表
3. 所有参数必须有参数名

相同之处在于，Lambda表达式的参数列表同样可以作为局部变量看待，能够覆盖同名的全局变量。

参考链接

1. https://www.cnblogs.com/DswCnblog/p/5629165.html