4、Lambda函数

lambda 表达式可以说是 c++11 引用的最重要的特性之一，它定义了一个匿名函数，可以捕获一定范围的变量在函数内部使用，
一般有如下语法形式：

auto func = [capture] (params) opt -> ret { func_body; };

其中 func 是可以当作 lambda 表达式的名字，作为一个函数使用，capture 是捕获列表，params 是参数表，opt：不需要可以省略。（mutable: 可以修改按值传递进来的拷贝（注意是能修改拷贝，而不是值本身）exception: 指定函数抛出的异常，如抛出整数类型的异常，可以使用 throw ()）， ret 是返回值类型，func_body 是函数体。

示例

auto func1 = [](int a) -> int { return a + 1; };
auto func2 = [](int a) { return a + 2; };
cout << func1(1) << " " << func2(2) << endl;

捕获列表：

[]	不捕捉任何变量
[&]	捕获外部作用域中所有变量，并作为引用在函数体内使用 (按引用捕获)
[=]	捕获外部作用域所有变量，在函数内内有个副本使用,拷贝的副本在匿名函数体内部是只读的
[=,&foo]	按值捕获外部作用域中所有变量，并按照引用捕获外部变量 foo
[bar]	按值捕获 bar 变量，同时不捕获其他变量
[&bar]	按引用捕获 bar 变量，同时不捕获其他变量
[this]	捕获当前类中的 this 指针,让 lambda 表达式拥有和当前类成员函数同样的访问权限,如果已经使用了 & 或者 =, 默认添加此选项

示例：

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;class Test
{public:void output(int x, int y){//auto x1 = [] {return m_number; };                      // errorauto x2 = [=] {return m_number + x + y; };             // okauto x3 = [&] {return m_number + x + y; };             // okauto x4 = [this] {return m_number; };                  // ok//auto x5 = [this] {return m_number + x + y; };          // errorauto x6 = [this, x, y] {return m_number + x + y; };    // okauto x7 = [this] {return m_number++; };                // ok}int m_number = 100;
};

x1	错误，没有捕获外部变量，不能使用类成员 m_number
x2	正确，以值拷贝的方式捕获所有外部变量
x3	正确，以引用的方式捕获所有外部变量
x4	正确，捕获 this 指针，可访问对象内部成员
x5	错误，捕获 this 指针，可访问类内部成员，没有捕获到变量 x，y，因此不能访问。
x6	正确，捕获 this 指针，x，y
x7	正确，捕获 this 指针，并且可以修改对象内部变量的值

示例：

int main(void)
{int a = 10, b = 20;// auto f1 = [] {return a; };                        // errorauto f2 = [&] {return a++; };                     // okauto f3 = [=] {return a; };                       // ok//  auto f4 = [=] {return a++; };                     // error//   auto f5 = [a] {return a + b; };                   // errorauto f6 = [a, &b] {return a + (b++); };           // okauto f7 = [=, &b] {return a + (b++); };           // okreturn 0;
}

f1	错误，没有捕获外部变量，因此无法访问变量 a
f2	正确，使用引用的方式捕获外部变量，可读写
f3	正确，使用值拷贝的方式捕获外部变量，可读
f4	错误，使用值拷贝的方式捕获外部变量，可读不能写
f5	错误，使用拷贝的方式捕获了外部变量 a，没有捕获外部变量 b，因此无法访问变量 b
f6	正确，使用拷贝的方式捕获了外部变量 a，只读，使用引用的方式捕获外部变量 b，可读写
f7	正确，使用值拷贝的方式捕获所有外部变量以及 b 的引用，b 可读写，其他只读

返回值：

很多时候，lambda 表达式的返回值是非常明显的，因此在 C++11 中允许省略 lambda 表达式的返回值。

// 完整的lambda表达式定义
auto f = [](int a) -> int
{return a+10;
};// 忽略返回值的lambda表达式定义
auto f = [](int a)
{return a+10;
};

一般情况下，不指定 lambda 表达式的返回值，编译器会根据 return 语句自动推导返回值的类型，但需要注意的是 labmda表达式不能通过列表初始化自动推导出返回值类型。

// ok，可以自动推导出返回值类型
auto f = [](int i)
{return i;
}// error，不能推导出返回值类型
auto f1 = []()
{return {1, 2}; // 基于列表初始化推导返回值，错误
}

函数本质：

使用 lambda 表达式捕获列表捕获外部变量，如果希望去修改按值捕获的外部变量，那么应该如何处理呢？这就需要使用 mutable 选项，被mutable修改是lambda表达式就算没有参数也要写明参数列表，并且可以去掉按值捕获的外部变量的只读（const）属性。

int a = 0;
auto f1 = [=] {return a++; };              // error, 按值捕获外部变量, a是只读的
auto f2 = [=]()mutable {return a++; };     // ok

最后再剖析一下为什么通过值拷贝的方式捕获的外部变量是只读的:

lambda表达式的类型在C++11中会被看做是一个带operator()的类，即仿函数。
按照C++标准，lambda表达式的operator()默认是const的，一个const成员函数是无法修改成员变量值的。
mutable 选项的作用就在于取消 operator () 的 const 属性。

因为 lambda 表达式在 C++ 中会被看做是一个仿函数，因此可以使用std::function和std::bind来存储和操作lambda表达式：

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;int main(void)
{// 包装可调用函数std::function<int(int)> f1 = [](int a) {return a; };// 绑定可调用函数std::function<int(int)> f2 = bind([](int a) {return a; }, placeholders::_1);// 函数调用cout << f1(100) << endl;cout << f2(200) << endl;return 0;
}

对于没有捕获任何变量的 lambda 表达式，还可以转换成一个普通的函数指针：

using func_ptr = int(*)(int);
// 没有捕获任何外部变量的匿名函数
func_ptr f = [](int a)
{return a;
};
// 函数调用
f(1314);

参考：爱编程的大丙
C++ prime_plus第六版
程序喵大人

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C++——Lambda函数

4、Lambda函数

捕获列表：

返回值：

函数本质：

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