代码简洁之道：C++ 11 之auto+ for_each + lamda表达式

摘要：在很多中情况下，我们需要这样的运算：给vector中每个元素进行相似的处理（每个元素+1，或者其他）.一般情况下，我们会选用for循环，然后然后对每个元素进行处理。实际上，C++ 11提供了了lamda表达式，结合for_each,可以写出更加简洁和高效的代码。

1.for_each.简介

for_each是C++中的模板，具体用法可以参考这里：http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/for_each/

2.lamda表达式

lamda表达式，在python中也有，简单地说就是匿名函数。关于lamda表达式的例子和详细用法，我们可以参考这：http://en.wikipedia.org/wiki/Anonymous_function#C.2B.2B

C++11提供了对匿名函数的支持,称为Lambda函数(也叫Lambda表达式). Lambda表达式具体形式如下:

　　　　[capture](parameters)->return-type{body}
capture:需要用到的外部变量，parameters：函数参数；body：函数体
　　如果没有参数,空的圆括号()可以省略.返回值也可以省略,如果函数体只由一条return语句组成或返回类型为void的话.形如:

　　 　 [capture](parameters){body}

　　下面举了几个Lambda函数的例子:  　　　　

[](int x, int y) { return x + y; } // 隐式返回类型
[](int& x) { ++x; }   // 没有return语句 -> lambda 函数的返回类型是'void'
[a](int& x) { x+=a; }   // 没有return语句 -> lambda 函数的返回类型是'void';注意，此处a是从lambda函数体外部传入其中的变量
[]() { ++global_x; }  // 没有参数,仅访问某个全局变量
[]{ ++global_x; }     // 与上一个相同,省略了()
　　可以像下面这样显示指定返回类型:  
[](int x, int y) -> int { int z = x + y; return z; }
　　在这个例子中创建了一个临时变量z来存储中间值. 和普通函数一样,这个中间值不会保存到下次调用. 什么也不返回的Lambda函数可以省略返回类型, 而不需要使用 -> void 形式.
　　Lambda函数可以引用在它之外声明的变量. 这些变量的集合叫做一个闭包. 闭包被定义在Lambda表达式声明中的方括号[]内. 这个机制允许这些变量被按值或按引用捕获.下面这些例子就是:  

[]        //未定义变量.试图在Lambda内使用任何外部变量都是错误的.
[x, &y]   //x 按值捕获, y 按引用捕获.
[&]       //用到的任何外部变量都隐式按引用捕获
[=]       //用到的任何外部变量都隐式按值捕获
[&, x]    //x显式地按值捕获. 其它变量按引用捕获
[=, &z]   //z按引用捕获. 其它变量按值捕获

　　接下来的两个例子演示了Lambda表达式的用法.  

std::vector<int> some_list;
int total = 0;
for (int i=0;i<5;++i) some_list.push_back(i);
std::for_each(begin(some_list), end(some_list), [&total](int x) 
{
    total += x;
});

　　此例计算list中所有元素的总和. 变量total被存为lambda函数闭包的一部分. 因为它是栈变量(局部变量)total的引用,所以可以改变它的值.  

std::vector<int> some_list;
  int total = 0;
  int value = 5;
  std::for_each(begin(some_list), end(some_list), [&, value, this](int x) 
  {
    total += x * value * this->some_func();
  });

　　此例中total会存为引用, value则会存一份值拷贝. 对this的捕获比较特殊, 它只能按值捕获. this只有当包含它的最靠近它的函数不是静态成员函数时才能被捕获.对protect和priviate成员来说, 这个lambda函数与创建它的成员函数有相同的访问控制. 如果this被捕获了,不管是显式还隐式的,那么它的类的作用域对Lambda函数就是可见的. 访问this的成员不必使用this->语法,可以直接访问.
　　不同编译器的具体实现可以有所不同,但期望的结果是:按引用捕获的任何变量,lambda函数实际存储的应该是这些变量在创建这个lambda函数的函数的栈指针,而不是lambda函数本身栈变量的引用. 不管怎样, 因为大数lambda函数都很小且在局部作用中, 与候选的内联函数很类似, 所以按引用捕获的那些变量不需要额外的存储空间.
　　如果一个闭包含有局部变量的引用,在超出创建它的作用域之外的地方被使用的话,这种行为是未定义的!
　　lambda函数是一个依赖于实现的函数对象类型,这个类型的名字只有编译器知道. 如果用户想把lambda函数做为一个参数来传递, 那么形参的类型必须是模板类型或者必须能创建一个std::function类似的对象去捕获lambda函数.使用 auto关键字可以帮助存储lambda函数,  

3.auto

auto可以让编译器自动推断变量类型，例如：

vector<vector<int> > func(int a, int b);
auto func(2,2);

4.例子leetcode上面有一道题，产生全排列

class Solution {                                 
public:                                          
    vector<vector<int> > permuteUnique(vector<int> &num) {
        vector<vector<int> > result;         
        vector<int> empty;
        int n=num.size();                        
        if(n==0){   
            result.push_back(empty);
            return result;                       
        }                                        
        vector<int> last(num.begin()+1, num.end());
        auto pre=permuteUnique(last);
        for(int i=0;i<n;i++){
            for_each(pre.begin(), pre.end(), [n, num, i, &result](vector<int> line){
                            line.insert(line.begin()+i, num[0]);
                            result.push_back(line);
                    }); 
        }   
        return result;                           
    }                                            
};