C++98中的一个例子

在C++98中，如果想要对一个数据集合中的元素进行排序，可以使用std::sort方法。

#include <algorithm>
#include <functional>
int main()
{int array[] = { 4,1,8,5,3,7,0,9,2,6 };// 默认按照小于比较，排出来结果是升序std::sort(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));// 如果需要降序，需要改变元素的比较规则std::sort(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]), greater<int>());return 0;
}

如果要排序元素为自定义类型，需要用户定义排序时的比较规则：

struct Goods
{string _name; // 名字double _price; // 价格int _evaluate; // 评价Goods(const char* str, double price, int evaluate):_name(str), _price(price), _evaluate(evaluate){}
};
struct ComparePriceLess
{bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr){return gl._price < gr._price;}
};
struct ComparePriceGreater
{bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr){return gl._price > gr._price;}
};
int main()
{vector<Goods> v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2,3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } };sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceLess());//价格升序排序sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceGreater());//加个降序排序
}

如果要对价格进行排序（升序、降序）则需要手动写两个类，提供比较方法

如果要对名字、评价……进行排序，就要提供更多的类，特别是相同类的命名，
这些都给编程者带来了极大的不便。因此，在C++11语法中出现了Lambda表达式。

见见猪跑

int main()
{vector<Goods> v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2,3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } };sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) {return g1._price < g2._price; });sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) {return g1._price > g2._price; });sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) {return g1._evaluate < g2._evaluate; });sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods& g2) {return g1._evaluate > g2._evaluate; });
}

上述代码就是使用C++11中的lambda表达式来解决，可以看出lambda表达式实际是一个匿名函数。

lambda表达式语法

lambda表达式书写格式：

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

lambda表达式各部分说明

[capture-list] : 捕捉列表，该列表总是出现在lambda函数的开始位置，编译器根据[]来判断接下来的代码是否为lambda函数(这个不能省略)，捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供lambda函数使用。
(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()一起省略
mutable：默认情况下，lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。使用该修饰符时，参数列表不可省略(即使参数为空)。
->returntype：返回值类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回值类型，没有返回值时此部分可省略。返回值类型明确情况下，也可省略，由编译器对返回类型进行推导。
{statement}：函数体。在该函数体内，除了可以使用其参数外，还可以使用所有捕获到的变量

注意：

在lambda函数定义中，参数列表和返回值类型都是可选部分，而捕捉列表和函数体可以为空。

因此C++11中最简单的lambda函数为：[]{}; 该lambda函数不能做任何事情。

直接看概念有点懵？用一下试试吧

返回值的推导：

int main()
{int a = 0, b = 200;//捕捉列表  参数  返回值  函数体//一般作为局部匿名函数auto Add1 = [](int x, int y)->int {return (x + y)/3.0; };auto Add2 = [](int x, int y){return (x + y) / 3.0; };//返回值可以省略，自动推到为doublecout << Add1(a, b) << endl;cout << Add2(a, b) << endl;}

捕捉列表：

如果直接在函数体中使用外部的变量，会因为域的不同而无法使用

int main()
{int a = 0, b = 200;auto Add = []{return a + b; };
}

error C3493: 无法隐式捕获“a”，因为尚未指定默认捕获模式

error C3493: 无法隐式捕获“b”，因为尚未指定默认捕获模式

所以我们就可以使用捕捉列表，把外部的变量捕捉到函数中

int main()
{int a = 0, b = 200;auto Add = [a, b]{return a + b; };cout << Add();
}

mutable

我们尝试用lambda表达式完成一个交换函数：

int main()
{int a = 0, b = 200;auto Swap = [](int& x, int& y) {int tmp = x;x = y;y = tmp;};cout << a << "  " << b << endl;Swap(a, b);cout << a << "  " << b << endl;}

也可以使用捕获列表交换这里的a,b

int main()
{int a = 0, b = 200;auto Swap = [a,b] {int tmp = a;a = b;b = tmp;};cout << a << "  " << b << endl;Swap();cout << a << "  " << b << endl;
}

但是会报错：

error C3491: “a”: 无法在非可变 lambda 中修改通过复制捕获

error C3491: “b”: 无法在非可变 lambda 中修改通过复制捕获

为了防止用户意外在lambda表达式改变捕获的值，语法默认是不允许对捕获参数赋值的

如果我们想进行修改，就可以使用mutable

int main()
{int a = 0, b = 200;auto Swap = [a,b]()mutable{//mutable前必须有()int tmp = a;a = b; b = tmp;};cout << a << "  " << b << endl;Swap();cout << a << "  " << b << endl;}

注意：mutable前必须有()

但是，发现并没有交换成功

这里mutable只是让传值捕获的变量const属性去掉了，

而里面的a、b可以认为还是外面的拷贝，里面改变无法影响外面

所以我们就要用到传引用捕获，而传引用捕获的时候可以不写mutable，

所以说，这个mutable没啥卵用

捕获列表说明

捕捉列表描述了上下文中哪些数据可以被lambda使用，以及使用的方式传值还是传引用。

[var]：表示值传递方式捕捉变量var
[=]：表示值传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this)
[&var]：表示引用传递捕捉变量var
[&]：表示引用传递捕捉所有父作用域中的变量(包括this)
[this]：表示值传递方式捕捉当前的this指针

引用捕获——[&var]

我们用这个引用捕获完成一下上面的交换

int main()
{int a = 0, b = 200;auto Swap = [&a, &b]{int tmp = a;a = b; b = tmp;};cout << a << "  " << b << endl;Swap();cout << a << "  " << b << endl;}

全部捕获——[=]

如果定义了很多的参数，我们想一下全捕获进来就可以用到[=]

int main()
{int a = 2, b = 3, c = 4, d = 5, e = 6;auto Func = [=]() {cout << a << " " << b << " " << c << " " << d << " " << e << endl;};Func();
}

传引用全部捕捉——[&]

int main()
{int a = 0, b = 200;auto Swap = [&]{int tmp = a;a = b; b = tmp;};cout << a << "  " << b << endl;Swap();cout << a << "  " << b << endl;}

混着捕捉

int main()
{int a = 2, b = 3, c = 4, d = 5, e = 6;auto Func1 = [c,d,&e]() {//c,d传值，e传引用捕获e = c + d;};auto Func2 = [=, &d] {//除了d都传值捕获，d传引用捕获d = a * b + c;};Func1();Func2();
}

this指针捕获——[this]

class A
{public:void Func(){auto InFun = [this] {cout << this->a; };}
private:int a;
};
int main()
{A().Func();
}

这段是硬写的，大可没必要这么访问a，直接捕捉列表里填个a就能访问；

注意事项：

父作用域指包含lambda函数的语句块
语法上捕捉列表可由多个捕捉项组成，并以逗号分割。

比如：[=, &a, &b]：以引用传递的方式捕捉变量a和b，值传递方式捕捉其他所有变量
[&，a, this]：值传递方式捕捉变量a和this，引用方式捕捉其他变量
捕捉列表不允许变量重复传递，否则就会导致编译错误。
比如：[=, a]：=已经以值传递方式捕捉了所有变量，捕捉a重复
在块作用域以外的lambda函数捕捉列表必须为空。
在块作用域中的lambda函数仅能捕捉父作用域中局部变量，捕捉任何非此作用域或者非局部变量都会导致编译报错。
lambda表达式之间不能相互赋值，即使看起来类型相同

这个底层原理会讲
可以将lambda表达式赋值给相同类型的函数指针（可能是除了auto，也没有其他内置类型类型可以接收lambda表达式，于是C++就只能找了个相似的接收了，并不是因为lambda表达式是一个函数指针，它其实是个仿函数；至于仿函数怎么换成函数指针，可能是把operator()地址赋过去了，没必要深究）(了解一下，一般不建议使用)
```
void (*PF)();
int main()
{auto f1 = [] {cout << "hello world" << endl; };PF = f1;PF();return 0;
}
```

可以吃猪肉了

此时我们再对Goods进行排序

struct Goods
{string _name; // 名字double _price; // 价格int _evaluate; // 评价Goods(const char* str, double price, int evaluate):_name(str), _price(price), _evaluate(evaluate){}
};
int main()
{vector<Goods> v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2,3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } };auto ComparePriceLess = [](const Goods& g1, const Goods g2) {return g1._price < g2._price;};sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceLess);
}

就可以用lambda表达式了，此时我们就不用满世界找这个比较函数，看它到底是在根据什么排序了

再精简一下，就可以写成这样

int main()
{vector<Goods> v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2,3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } };sort(v.begin(), v.end(), [](const Goods& g1, const Goods g2) {return g1._price < g2._price;});return 0;
}

这样，一眼就能看出来sort在排什么，而且写起来也不需要再些什么()重载仿函数了，方便了很多。

lambda表达式的底层原理

仿函数

函数对象，又称为仿函数，即可以想函数一样使用的对象，就是在类中重载了operator()运算符的类对象。

class Rate
{public:Rate(double rate) : _rate(rate){}double operator()(double money, int year){return money * _rate * year;}
private:double _rate;
};
int main()
{// 函数对象double rate = 0.49;Rate r1(rate);r1(10000, 2);// lamberauto r2 = [=](double monty, int year)->double {return monty * rate * year;};r2(10000, 2);return 0;
}

从使用方式上来看，函数对象与lambda表达式完全一样。

函数对象将rate作为其成员变量，在定义对象时给出初始值即可，lambda表达式通过捕获列表可以直接将该变量捕获到。

lambda表达式底层原理

对比仿函数和lambda表达式的汇编代码，不能说很像，只能说一摸一样

所以编译之后的lambda表达式就完全相当于编译器定义了一个类，该类重载了operator()

从汇编代码可以看到，lambda表达式转换之后生成的类的类名是lambda_一串数字

这串数字我们称为uuid，这个uuid是通过算法随机生成的一个不会重复的字符串

所以不同lambda表达式生成的uuid就不同
int main()
{auto f1 = [] {cout << "hello world" << endl; };auto f2 = [] {cout << "hello world" << endl; };f1();f2();//f1 = f2; // 编译失败--->提示找不到operator=()return 0;
}
如上两个看以来一摸一样的lambda表达式却不能相互赋值，就是因为它是不同的类

当然，lambda表达式是允许拷贝构造一个新的副本的：
int main()
{auto f1 = [] {cout << "hello world" << endl; };// 允许使用一个lambda表达式拷贝构造一个新的副本auto f2(f1);f2();return 0;
}

总结

lambda表达式就是定义一个可调用的对象/可调用的匿名函数

一般定义在局部

特性：可以深度绑定局部变量

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