C++ 11 Lambda表達(dá)式
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C++11的一大亮點就是引入了Lambda表達(dá)式。利用Lambda表達(dá)式，可以方便的定義和創(chuàng)建匿名函數(shù)。對于C++這門語言來說來說，“Lambda表達(dá)式”或“匿名函數(shù)”這些概念聽起來好像很深奧，但很多高級語言在很早以前就已經(jīng)提供了Lambda表達(dá)式的功能，如C#，Python等。今天，我們就來簡單介紹一下C++中Lambda表達(dá)式的簡單使用。(雖說現(xiàn)在已經(jīng)C++14了哈哈)。
聲明Lambda表達(dá)式
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Lambda表達(dá)式完整的聲明格式如下：
[capture list] (params list) mutable exception-> return type { function body }
各項具體含義如下
- capture list：捕獲外部變量列表
- params list：形參列表
- mutable指示符：用來說用是否可以修改捕獲的變量
- exception：異常設(shè)定
- return type：返回類型
- function body：函數(shù)體
此外，我們還可以省略其中的某些成分來聲明“不完整”的Lambda表達(dá)式，常見的有以下幾種：
序號格式1[capture list] (params list) -> return type {function body}2[capture list] (params list) {function body}3[capture list] {function body}
其中：
- 格式1聲明了const類型的表達(dá)式，這種類型的表達(dá)式不能修改捕獲列表中的值。
- 格式2省略了返回值類型，但編譯器可以根據(jù)以下規(guī)則推斷出Lambda表達(dá)式的返回類型： （1）：如果function body中存在return語句，則該Lambda表達(dá)式的返回類型由return語句的返回類型確定； （2）：如果function body中沒有return語句，則返回值為void類型。
- 格式3中省略了參數(shù)列表，類似普通函數(shù)中的無參函數(shù)。
- 講了這么多，我們還沒有看到Lambda表達(dá)式的廬山真面目，下面我們就舉一個實例。
#include
#include
#include
using namespace std;
bool cmp(int a, int b)
{
return a <>
}
int main()
{
vector myvec{ 3, 2, 5, 7, 3, 2 };
vector lbvec(myvec);
sort(myvec.begin(), myvec.end(), cmp); // 舊式做法
cout < 'predicate="" function:'=""><>
for (int it : myvec)
cout < it="">< '="">
cout <>
sort(lbvec.begin(), lbvec.end(), [](int a, int b) -> bool { return a < b;="" });="">
cout < 'lambda="" expression:'=""><>
for (int it : lbvec)
cout < it="">< '="">
}
在C++11之前，我們使用STL的sort函數(shù)，需要提供一個謂詞函數(shù)。如果使用C++11的Lambda表達(dá)式，我們只需要傳入一個匿名函數(shù)即可，方便簡潔，而且代碼的可讀性也比舊式的做法好多了。
下面，我們就重點介紹一下Lambda表達(dá)式各項的具體用法。
捕獲外部變量
Lambda表達(dá)式可以使用其可見范圍內(nèi)的外部變量，但必須明確聲明（明確聲明哪些外部變量可以被該Lambda表達(dá)式使用）。那么，在哪里指定這些外部變量呢？Lambda表達(dá)式通過在最前面的方括號[]來明確指明其內(nèi)部可以訪問的外部變量，這一過程也稱過Lambda表達(dá)式“捕獲”了外部變量。
我們通過一個例子來直觀地說明一下：
#include
using namespace std;
int main()
{
int a = 123;
auto f = [a] { cout < a="">< endl;="">
f(); // 輸出：123
//或通過“函數(shù)體”后面的'()’傳入?yún)?shù)
auto x = [](int a){cout < a=""><>
}
上面這個例子先聲明了一個整型變量a，然后再創(chuàng)建Lambda表達(dá)式，該表達(dá)式“捕獲”了a變量，這樣在Lambda表達(dá)式函數(shù)體中就可以獲得該變量的值。
類似參數(shù)傳遞方式（值傳遞、引入傳遞、指針傳遞），在Lambda表達(dá)式中，外部變量的捕獲方式也有值捕獲、引用捕獲、隱式捕獲。
1、值捕獲
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值捕獲和參數(shù)傳遞中的值傳遞類似，被捕獲的變量的值在Lambda表達(dá)式創(chuàng)建時通過值拷貝的方式傳入，因此隨后對該變量的修改不會影響影響Lambda表達(dá)式中的值。
示例如下：
int main()
{
int a = 123;
auto f = [a] { cout < a="">< endl;="">
a = 321;
f(); // 輸出：123
}
這里需要注意的是，如果以傳值方式捕獲外部變量，則在Lambda表達(dá)式函數(shù)體中不能修改該外部變量的值。
2、引用捕獲
使用引用捕獲一個外部變量，只需要在捕獲列表變量前面加上一個引用說明符&。如下：
int main()
{
int a = 123;
auto f = [&a] { cout < a="">< endl;="">
a = 321;
f(); // 輸出：321
}
從示例中可以看出，引用捕獲的變量使用的實際上就是該引用所綁定的對象。
3、隱式捕獲
上面的值捕獲和引用捕獲都需要我們在捕獲列表中顯示列出Lambda表達(dá)式中使用的外部變量。除此之外，我們還可以讓編譯器根據(jù)函數(shù)體中的代碼來推斷需要捕獲哪些變量，這種方式稱之為隱式捕獲。隱式捕獲有兩種方式，分別是[=]和[&]。[=]表示以值捕獲的方式捕獲外部變量，[&]表示以引用捕獲的方式捕獲外部變量。
隱式值捕獲示例：
int main()
{
int a = 123;
auto f = [=] { cout < a="">< endl;="" };="">
f(); // 輸出：123
}
隱式引用捕獲示例：
int main()
{
int a = 123;
auto f = [&] { cout < a="">< endl;="" };="">
a = 321;
f(); // 輸出：321
}
4、混合方式
上面的例子，要么是值捕獲，要么是引用捕獲，Lambda表達(dá)式還支持混合的方式捕獲外部變量，這種方式主要是以上幾種捕獲方式的組合使用。
到這里，我們來總結(jié)一下：C++11中的Lambda表達(dá)式捕獲外部變量主要有以下形式：
捕獲形式說明[]不捕獲任何外部變量[變量名, …]默認(rèn)以值得形式捕獲指定的多個外部變量（用逗號分隔），如果引用捕獲，需要顯示聲明（使用&說明符）[this]以值的形式捕獲this指針[=]以值的形式捕獲所有外部變量[&]以引用形式捕獲所有外部變量[=, &x]變量x以引用形式捕獲，其余變量以傳值形式捕獲[&, x]變量x以值的形式捕獲，其余變量以引用形式捕獲
修改捕獲變量
前面我們提到過，在Lambda表達(dá)式中，如果以傳值方式捕獲外部變量，則函數(shù)體中不能修改該外部變量，否則會引發(fā)編譯錯誤。那么有沒有辦法可以修改值捕獲的外部變量呢？這是就需要使用mutable關(guān)鍵字，該關(guān)鍵字用以說明表達(dá)式體內(nèi)的代碼可以修改值捕獲的變量，示例：
int main()
{
int a = 123;
auto f = [a]()mutable { cout < ++a;="" };="">
cout < a="">< endl;="">
f(); // 輸出：124
}
Lambda表達(dá)式的參數(shù)
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Lambda表達(dá)式的參數(shù)和普通函數(shù)的參數(shù)類似，那么這里為什么還要拿出來說一下呢？原因是在Lambda表達(dá)式中傳遞參數(shù)還有一些限制，主要有以下幾點：
- 參數(shù)列表中不能有默認(rèn)參數(shù)
- 不支持可變參數(shù)
- 所有參數(shù)必須有參數(shù)名
常用舉例：
{
int m = [](int x) { return [](int y) { return y * 2; }(x)+6; }(5);
std::cout < 'm:'="">< m="">< std::endl;="">
std::cout < 'n:'="">< [](int="" x,="" int="" y)="" {="" return="" x="" +="" y;="" }(5,="" 4)="">< std::endl;="">
auto gFunc = [](int x) -> function { return [=](int y) { return x + y; }; };
auto lFunc = gFunc(4);
std::cout < lfunc(5)=""><>
auto hFunc = [](const function& f, int z) { return f(z) + 1; };
auto a = hFunc(gFunc(7), 8);
int a = 111, b = 222;
auto func = [=, &b]()mutable { a = 22; b = 333; std::cout < 'a:'="">< a="">< '="" b:'="">< b="">< std::endl;="">
func();
std::cout < 'a:'="">< a="">< '="" b:'="">< b=""><>
a = 333;
auto func2 = [=, &a] { a = 444; std::cout < 'a:'="">< a="">< '="" b:'="">< b="">< std::endl;="">
func2();
auto func3 = [](int x) ->function { return [=](int y) { return x + y; }; };
std::function f_display_42 = [](int x) { print_num(x); };
f_display_42(44);
}
