C++ 中关于Lambda 表达式的总结

Lambda表达式是C++ 11新特性之一，总的来说就是一个函数，第一眼看到这个函数也是一脸懵逼，怎么没有见到过这个写法？于是查找了一些资料，按照我的理解记录一下

Lambda基本语法

Lambda标准语法定义：

[capture] (parameters) mutable ->ret-type{body};

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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，捕获列表可以是下面的类型：

  • 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）；

    auto f1 = [=]{return a + 1;};    //按值捕获a

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  • 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）；

    auto f2 = [&]{return a + 1;};    //按引用捕获a

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  • 5.[this]表示值传递方式捕捉当前的this指针。

  • 6.[ ]表示不捕获任何变量。

  捕获列表也可以组合：

  • 1.[=,&a,&b]表示以引用传递的方式捕捉变量a和b，以值传递方式捕捉其它所有变量;
  • 2.[&,a,this]表示以值传递的方式捕捉变量a和this，引用传递方式捕捉其它所有变量。

  如果重复是不允许的：

  • 1.[=,x]这里已经以值传递方式捕捉了所有变量，但重复捕捉x;

  • 2.[&,&this]&已经相当于以引用传递方式捕捉了所有变量，再捕捉this则会重复。

• 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.->ret-type：返回类型。可以指定，也可以不指定，不指定编译器则会自动推导返回类型，例如：

  [](double x ) {int y = x ;};

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  如果函数有多个返回值，编译器不能推导，需要自行添加，例如：

  [](double x )->double{int y = x ;return x - y;};

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• 5.{body}：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。

Lambda函数具体使用

1.其中上面讲到了父作用域，简单来说就是包含Lambda函数的{ }代码段。

2. 另外，Lambda是匿名函数，但通常会给它取名，例如：

auto f = [](int x ) {return x % 3 ==0;};

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这样就可以在程序中更方便的调用Lambda函数了：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a = 10, b = 5;
    auto f = [=]{return a + b;};   //[=]按值捕获了a和b
    cout << f() << endl;         //值为15
    return 0;
}

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3.保持Lambda函数引用的变量的值是最新的：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a = 8;
    auto f1 = [=]{return a + 1;};  //按值捕获a
    auto f2 = [&]{return a + 1;};  //按引用捕获a
    cout << f1() << endl;
    cout << f2()<< endl;
    a++;
    cout << f1() << endl;
    cout << f2() << endl;
    return 0;
}

程序结果：
    8
    8
    8
    9

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按值捕获可以看作Lambda函数生成了一个const类型的变量，它的值是不会因为外部更新而更新的；同样引用捕获相当于调用a的内存地址，保证实时更新，如果想要Lambda函数在调用时访问的外部变量是最新的，我们就需要使用按引用捕获。

如果非要做到修改值捕获变量的值，就可以使用mutale关键字；默认情况下，lambda函数是一个const函数，而mutable也可以取消常量性，例如：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a = 10;
    auto f = [=]()mutable{return a *= 10;};//取消常量性
    cout << f() << endl;
    return 0;
}

程序结果：
    100

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mutable 修饰的 Lambda 表达式就算没有参数也要写明参数列表，这里的()表示没有省略，只是没有参数而已。