C++14中的lambda简介 (generalized lambda-capture和generic lambda)

C++14的设计目标是"more complete C++11"，也即是说，C++11还有很多不完善的地方。因此C++14不仅像C++03对C++98做出修正一样，也引入了不少新的特性。最为引入注目的，应该就是lambda的改变。

作为C++11中语法最为"奇特"的一个特性，lambda在C++14中主要有了两方面的不同。
首先一个改变是捕捉列表（capture-list）。在C++14中，捕捉列表中的变量可以有初始化表达式。我们可以看看标准中的例子：

     int x = 4;
     auto y = [&r = x, x = x+1]()->int {
                 r += 2;
                 return x+2;
              }();  // Updates ::x to 6, and initializes y to 7.

可以看到，捕捉列表中有两个变量，r和x。变量r是以引用方式进行捕捉，被赋予了初值x。不过r但并没有出现在父作用域，（这在C++11中是不可能的），在C++14中，它的类型由其初始化表达式推导而来。因此，r将成为父作用域中变量x的一个左值引用。而另外一个捕捉的变量x虽然是其父作用域的变量，却被赋予了初值x+1。由于其是以值捕捉的，可以想象得到，此x非父作用域的x，起初值应为5。

这里我们不仅就地定义了lambda函数，并立即调用了它，因此，最终获得的结果是x为6，y为7。大家可以试着把上面的lambda函数转换为等价的仿函数来体会一下新的规则。而由于lambda和仿函数的等价性，如果不确定lambda函数有什么样的限制，将其转化为等价的仿函数也就能够了解了。

这个特性又被称为"generalized lambda-capture"，该特性主要来自于两篇proposal（n3610及n3648），本来是为了capture-by-move而设计的。而C++14这样的设计，不仅使得caputre-by-move能够实现，也使得定义capture-list更加灵活。

C++14中关于lambda的第二个改变则是所谓的"generic lambda"。（n3559和n3649）这实际上包含了两方面的内容，一方面是使用auto作为lambda函数的参数类型修饰符，另一方面则是允许带参数的lambda函数能够转化为普通函数。

我们首先看看auto作为lambda函数的参数类型修饰符的例子：

     auto Identity = [](auto a) { return a; };
     int three = Identity(3);
     char const* hello = Identity("hello");

在上面的例子中，我们定义了一个返回参数的lambda函数并赋给变量Identity，由于参数类型是auto，所以在调用Identity(3)的时候，lambda函数将实例化出一个以int为参数类型，int为返回值类型（注意lambda函数的返回值在C++11中就可以通过编译器推导了）的lambda函数版本。而在调用Identity("hello")的时候，则会实例化出一个以const char*为参数类型及返回值类型的lambda函数版本。这样一来，lambda函数就会具备了"模板"的特性。
而事实上，从实现上讲，C++14中的generic lambda也是以模板为基础的。上面的lambda可以被编译器实现为：

     template<typename T>
     class lambda {
          public:
             T operator(T t) { return t; }
     };

的仿函数。（因此我们也使用了"实例化"这样的术语）。
generic lambda另外一个特性就是，带auto参数的lambda函数可以转换为函数指针了。比如：

     auto Identity = [](auto a) { return a; };
     int (*fpi)(int) = Identity;

我们就可以将Identity赋值给函数指针。从实现上讲，这是通过重载仿函数的一个类型转换函数来完成的，具体的实现可以参看文档n3559。不过无论是C++11还是C++14，如果有捕捉列表的lambda函数都无法赋值给普通函数指针。这也是lambda与普通函数一个最大的区别：前者可以拥有初始状态，而后者则没有。