【C++】C++ 11Lambda表达式（学习笔记）

01、文章目录

02、Lambda表达式

lamda表达式是c++11规范引入的新语法。“Lambda 表达式”(lambda expression)是一个匿名函数，Lambda表达式基于数学中的λ演算得名，直接对应于其中的lambda抽象(lambda abstraction)，是一个匿名函数，即没有函数名的函数。

lambda表达式是C++11最重要也最常用的一个特性之一。lambda来源于函数式编程的概念，也是现代编程语言的一个特点。

特点如下：

1. 声明式编程风格:就地匿名定义目标函数或函数对象，不需要额外写一个命名函数或者函数对象。以更直接的方式去写程序，更好的可读性和可维护性。
2. 简洁：不需要额外再写一个函数或者函数对象，避免了代码膨胀和功能分散，让开发者更加集中精力在手边的问题，同时也获取了更高的生产率。
3. 在需要的时间和地点实现功能闭包，使程序更灵活。

03、函数式编程

函数式编程：简单说，“函数式编程”是一种“编程范式”。它属于“结构化编程”的一种，主要思想是把运算过程尽量写成一系列嵌套的函数调用。

特点如下：

1. 函数是“第一等公民”，可以赋值给他其他变量，也可以做为参数，返回值。
2. 只用“表达式”，不用“语句”。“表达式”是一个单纯的运算过程，总是有返回值；“语句”是执行某种操作，没有返回值。
3. 没有副作用。函数保持独立，所有功能就是返回一个新的值，其他什么都不做，不修改外部变量的值。
4. 引用透明。函数的运行不依赖于外部变量或“状态”，只依赖于输入的参数，只要参数相同，返回值就相同。

04、Lambda Syntax

Lambda表达式有两种语法，一般来说我们用第二种，更好用，更简洁，如下：

1. 基本语法一

[capture](parameters) mutable{statement}

2. 基本语法二

[capture](parameters) mutable ->return-type{statement}

参数说明：

1. [capture]：捕捉列表。捕捉列表总是出现在Lambda函数的开始处。实际上，[]是Lambda引出符。编译器根据该引出符判断接下来的代码是否是Lambda函数。捕捉列表能够捕捉上下文中的变量以供Lambda函数使用
2. (parameters)：参数列表。与普通函数的参数列表一致。如果不需要参数传递，则可以连同括号“()”一起省略
3. mutable：mutable修饰符。默认情况下，Lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。在使用该修饰符时，参数列表不可省略（即使参数为空）
4. ->return-type：返回类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回类型。我们可以在不需要返回值的时候也可以连同符号->一起省略。此外，在返回类型明确的情况下，也可以省略该部分，让编译器对返回类型进行推导
5. {statement}：函数体。内容与普通函数一样，不过除了可以使用参数之外，还可以使用所有捕获的变量。

注意到，lamda表达式，与普通函数，最大的不同，在于拥有捕获列表。捕获列表有以下几种形式：

1. [var]表示值传递方式捕捉变量var
2. [=]表示值传递方式捕捉所有父作用域的变量（包括this）
3. [&var]表示引用传递捕捉变量var
4. [&]表示引用传递方式捕捉所有父作用域的变量（包括this）
5. [this]表示值传递方式捕捉当前的this指针

这里的var指的是你要捕获的特定变量，下面最后会写一个例子。

PS:：捕获列表可以组合，但是不能重复

//合法的示例：
[a,b,&]
[=,&a,&b]
//非法的示例：
[a,b,=]
[&,&a]

05、Lambda的使用场景

Lambda一般来说，主要用于两种场景，也是我经常会用到的，如果有说漏的，欢迎补充，嘻嘻嘻。

• 用于函数参数
  在使用STL时，我们有时需要传递一些函数参数给STL的算法函数，在没有lamda表达式之前，我们有两种做法，一种是传递函数，一种是传递函数对象。现在，我们可以简单的传递lamda表达式，比如：

for_each(vec.begin(), vec.end(), [](int v){cout << v < endl;}) //遍历容器的for_each算法，封装于algorithm算法类中

• 用于闭包
  有了lamda表达式，我们能够很方便的实现闭包，而不必通过函数调用，每次都传递相应的值。比如：

vector<int> vec;
vec.push_back(2);
vec.push_back(3);

int a = 10;
auto func = [&a](int v){cout << v + a << endl;};
for (auto i : vec) {
    func(i);
    ++a;
}

06、Lambda示例

本来，上面已经算是lambda的例子了，但是有一些细枝末节，下面的示例会谈到。

6.1 示例一

#include 
using namespace std;

int a = 12;

int main()
{
	int a = 10;
	//使用Lambda表达式
	auto fun = [=](int c){
		return c+a;
	};
	
	int v = fun(4); //ok,逻辑简单明了，结果是什么呢?
	/*
	对于使用捕获的变量中全局和局部都有相同的时，我们采用就近原则
	所以，这里的结果是14
	*/

	system("pause");
	return 0;
}

6.2 示例二

累加求和：1~100

#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> vec;
	
	for(int i = 1; i <= 100; i++) {
		vec.push_back(i);
	}

	int num = 0; //结果和
	auto fun = [&](int n,int b){
		return n += b;
	}; //Lambda表达式这里都用auto，编译器自己推导

	for(int i : vec)
	{
		num += fun(0,i);
	}

	cout << num << endl; //5050
	system("pause");
	return 0;
}

一个没有指定任何捕获的 lambda 函数,可以显式转换成一个具有相同声明形式函数指针。

07、小结

Lambda表达式，能在很多时候简化一些繁杂的操作，特别是在STL中算法那一块儿，要你用谓词的时候，你就知道一个Lambda表达式到底是有多实用。

最近会多看一点C++ 11相关的东西，有兴趣的可以一起讨论一下。

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