lambda表达式

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lambda表达是c++中的可调用对象之一，在C++11中被引入到标准库中，使用时不需要包含任何头文件，但是编译时需要指定-std=c++11或其他支持c++11标准的编译命令（比如-std=c++0x或-std=c++14或-std=c++1y)。lambda表达式源于函数式编程的概念，简单来说它是一个匿名函数。它最大的作用就是不需要额外再写一个函数或者函数对象，避免了代码膨胀功能分散，让开发人员更加集中精力在手边的问题，提高生产效率。

基本概念和用法

c++中，普通的函数是长这样子的：

ret_value function_name(parameter) option { function_body; }

比如：

int get_value(int a) const {return a++;}

lambda表达式定义了一个匿名函数，并且可以捕获所定义的匿名函数外的变量。它的语法形式是：

[ capture ] ( parameter ) option -> return_type { body; };

其中：

capture 捕获列表
parameter 参数列表
option 函数选项
return_type 函数返回值类型
body 函数体

比如：

// defination
auto lamb = [](int a) -> int { return a++; };

// usage
std::cout << lamb(1) << std::endl;  // output: 2

组成lambda的各部分并不是都必须存在的:

当编译器可以推导出返回值类型的时候，可以省略返回值类型的部分

auto lamb = [](int i){return i;};   // OK, return type is int
auto lamb2 = [] () {return {1, 2};};    // Error

lambda表达式没有参数时，参数列表可以省略

auto lamb = []{return 1;};      // OK

所以一个最简单的lambda表达式可以是下面这样，这段代码是可以通过编译的：

int main()
{
  []{};     // lambda expression
  return 0;
}

捕获列表

捕获列表是lambda表达式和普通函数区别最大的地方。[]内就是lambda表达式的捕获列表。一般来说，lambda表达式都是定义在其他函数内部，捕获列表的作用，就是使lambda表达式内部能够重用所有的外部变量。捕获列表可以有如下的形式：

[] 不捕获任何变量
[&] 以引用方式捕获外部作用域的所有变量
[=] 以赋值方式捕获外部作用域的所有变量
[=, &foo] 以赋值方式捕获外部作用域所有变量，以引用方式捕获foo变量
[bar] 以赋值方式捕获bar变量，不捕获其它变量
[this] 捕获当前类的this指针，让lambda表达式拥有和当前类成员同样的访问权限，可以修改类的成员变量，使用类的成员函数。如果已经使用了&或者=，就默认添加此选项。

捕获列表示例：

#include 

class TLambda
{
public:
    TLambda(): i_(0) { }
    int i_;

    void func(int x, int y) {
        int a;
        int b;

        // 无法访问i_, 必须捕获this，正确写法见l4
        auto l1 = [] () {
            return i_;
        };

        // 以赋值方式捕获所有外部变量，这里捕获了this, x, y
        auto l2 = [=] () {
            return i_ + x + y;
        };

        // 以引用方式捕获所有外部变量
        auto l3 = [&] () {
            return i_ + x + y;
        };

        auto l4 = [this] () {
            return i_;
        };

        // 以为没有捕获，所以无法访问x, y, 正确写法是l6
        auto l5 = [this] () {
            return i_ + x + y;
        };
        
        auto l6 = [this, x, y] () {
            return i_ + x + y;
        };

        auto l7 = [this] () {
            return ++i_;
        };

        // 错误，没有捕获a变量
        auto l8 = [] () {
            return a;
        };

        // a以赋值方式捕获，b以引用方式捕
        auto l9 = [a, &b] () {
            return a + (++b);
        };

        // 捕获所有外部变量，变量b以引用方式捕获，其他变量以赋值方式捕获
        auto l10 = [=, &b] () {
            return a + (++b);
        }

    }
};


int main()
{
    TLambda a;
    a.func(3, 4);

    return 0;
}

引用和赋值，就相当于函数参数中的按值传递和引用传递。如果lambda捕获的变量在外部作用域改变了，以赋值方式捕获的变量则不会改变。按值捕获的变量在lambda表达式内部也不能被修改，如果要修改，需使用引用捕获，或者显示的指定lambda表达式为 mutable。

// [=]
int func(int a);

// [&]
int func(int& a);

// ------------------------------------------

int a = 0;
auto f = [=] {return a;};   // 按值捕获
a += 1;                    // a被修改
cout << f() << endl;        // output: 0

// ------------------------------------------

int a = 0;
auto f = [] {return a++;};      // Error
auto f = [] () mutable {return a++;}; // OK