C++11 lambda 表达式 （简单总结）

一、前言

虽然说不会lambda表达式并不影响工作赚钱，但是学会了它，在编程中确实可以增色不少。那么在C++中lambda表达式该怎么使用呢？

二、概述

C++ 11 中的 Lambda 表达式用于定义并创建匿名的函数对象，以简化编程工作。

[ capture list ] (parameters) -> return-type { method definition}
上述的这行加粗斜体，就是lambda表达式的语法形式，当然这玩意看起来十分抽象，我们不妨搞一个简单地例子来看一下。

三、简单示例

先来看这么一个简单的C++程序，无非是主程序中执行print函数，print函数中输出hello world！，那么现在就将这个程序改写为lambda表达式；

#include 

using namespace std;

void print(){
	cout << "hello world!" << endl;
}
int main(){
	print();
	cin.ignore();
	return 0;
}

如下图所示，这就是一个我们改写后的简单的lambda表达式

#include 

using namespace std;

int main(){
	auto print = []{cout << "hello world!" << endl; };
	print();
	cin.ignore();
	return 0;
}

我们专门截了个图，来看一下普通函数写法与lambda表达式的异同。
1.我们可以看到两个大括号内部，两者都是相同的，没有任何差异
2.虽然lambda表达式号称匿名函数，但是同样我们也可以利用auto推导一个函数名
3.在函数执行的写法，两者也可以做到保持一致。

当然lambda表达式也可以直接写为：
[]{cout << “hello world!” << endl; }();
一行搞定，这就是lambda表达式的便利之处。

#include 

using namespace std;

int main(){
	[]{cout << "hello world!" << endl; }();
	cin.ignore();
	return 0;
}

四、带参的写法

了解了，比较简单的lambda表达式，那么问题来了，如何将一个带参的函数改写为lambda表达式。

#include 
#include 

using namespace std;

void print(string str){
	cout << str << endl;
}
int main(){
	print("hello world!");
	cin.ignore();
	return 0;
}

一个简单的改变

#include 
#include 
using namespace std;

int main(){
	auto print = [](string str){cout << str << endl; };
	print("hello world!");
	cin.ignore();
	return 0;
}

如图所示，我们可以看到带参，其实也很好办，只要在[]{}中间加上()，()里面写上形参即可。
其实观察我们再最开始提到的语法形式，（）这个小括号本来就是在这个位置，只是在无参的情况下，我们可以将其省略。

五、函数返回值

除了参数以外，一个函数还要返回值，那么返回值该怎么办呢？例如下面的代码：

#include 
#include 

using namespace std;

string print(string str){
	return str;
}
int main(){
	cout << print("hello world!") << endl;
	cin.ignore();
	return 0;
}

只需这样子写：

#include 
#include 

using namespace std;

int main(){
	auto print = [](string str)->string{return str; };
	cout << print("hello world!") << endl;
	cin.ignore();
	return 0;
}

我们来看一下区别：
无非是在{}中增加了->string罢了。
没错，->返回值类型{}；这个就是带返回值的写法了。

六、变量捕获

lambda表达式，还有一大便利，就是它可以捕获函数体中的变量
一个简单示例：输出结果为3；

#include 

using namespace std;

int main(){
	int a = 0;
	auto print = [&a](){ int b = 3; a = b; };
	print();
	cout << a << endl;
	cin.ignore();
	return 0;
}

注：[]中相关说明：
[] 不捕获任何变量
[&] 以引用方式捕获所有变量
[=] 用值的方式捕获所有变量（可能被编译器优化为const &)
[=, &foo] 以引用捕获foo, 但其余变量都靠值捕获
[&, foo] 以值捕获foo, 但其余变量都靠引用捕获
[bar] 以值方式捕获bar; 不捕获其它变量
[this] 捕获所在类的this指针

七、mutable

还是上一个程序，做一个简单的修改，我们可以看到，在这个程序中对a的只进行了操作或者说修改，这个程序运行无误，结果输出为1；

#include 

using namespace std;

int main(){
	int a = 0;
	auto print = [&a](){ int b = 3; a++; };
	print();
	cout << a << endl;
	cin.ignore();
	return 0;
}

那么这样子写呢？不难看出，代码从&a变为了a；

#include 

using namespace std;

int main(){
	int a = 0;
	auto print = [a](){ int b = 3; a++; };
	print();
	cout << a << endl;
	cin.ignore();
	return 0;
}

大家运行一下？没错，这个代码是错误的。
因为，正常情况下，lambda表达式是不允许对这个a进行修改的，想要修改就需要加入mutable关键字。
这个时候我们可以发现输出结果为0，这是因为，我们是值捕获，而不是引用捕获，输出的还是定义a的值。

八、STL中大放异彩

无可争议，最令人感动的是，在STL这类代码的编程时，lambda表达式简直是绝配：
举例：
在没有lambda表达式的时候，有一个vector，如何遍历操作这个vector？
vector name = { “小明”, “小李”, “小王”, “小高” };
我在这里列举三种方式，当然方法肯定是不止三种的：
方法一：

	for (int i = 0; i < name.size(); i++){
		cout << name[i] << " ";
	}

方法二：

	for each (string s in name){
		cout << s << " ";
	}

方法三：

	for (string s : name){
		cout << s << " ";
	}

那么有了lambda表达式这个遍历该怎么写呢？
一行即可解决问题：

for_each (name.begin(), name.end(), [](string str){cout << str << " "; });

测试代码如下：

#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

int main(){
	vector<string> name = { "小明", "小李", "小王", "小高" };
	for_each (name.begin(), name.end(), [](string str){cout << str << " "; });
	cin.ignore();
	return 0;
}

当然这个简单的示例，还不能将lambda表达式的魅力完整展现，有兴趣的朋友看完可以自己尝试一下。

九、最后

最后做一个总结吧，
看到最后，大家应该也发现了吧，其实刚开始给的形式是有那么一丢丢问题的，应该是这样的。
[capture list] (params list) 关键字-> return type {function body}

captrue list：捕获外部变量列表（选填）
params list：形参列表（可省略）
关键字：mutable,exception,attribute（可省略）
return type：返回类型（可省略）
function body：函数体

其中：

mutable说明lambda表达式体内的代码可以修改被捕获的变量，并且可以访问被捕获的对象的non-const方法。

exception说明lambda表达式是否抛出异常以及何种异常。

attribute用来声明属性。