Lambda表达式

Lambda表达式

Lambda 表达式（Lambda Expression）是 C++11 引入的一个“语法糖”，可以方便快捷地创建一个“函数对象”。

从 C++11 开始，C++ 有三种方式可以创建/传递一个可以被调用的对象：

• 函数指针
• 仿函数（Functor）
• Lambda 表达式

函数指针

函数指针是从 C 语言老祖宗继承下来的东西，比较原始，功能也比较弱：

1、无法直接捕获当前的一些状态，所有外部状态只能通过参数传递（不考虑在函数内部使用 static 变量）。
2、使用函数指针的调用无法 inline（编译期无法确定这个指针会被赋上什么值）。

// 一个指向有两个整型参数，返回值为整型参数的函数指针类型
int (*)(int, int);

// 通常我们用 typedef 来定义函数指针类型的别名方便使用
typedef int (*Plus)(int, int);

// 从 C++11 开始，更推荐使用 using 来定义别名
using Plus = int (*)(int, int);

仿函数

仿函数其实就是让一个类（class/struct）的对象的使用看上去像一个函数，具体实现就是在类中实现 operator()比如：

class Plus {
 public:
  int operator()(int a, int b) {
    return a + b;
  }   
};

Plus plus; 
std::cout << plus(11, 22) << std::endl;   // 输出 33

相比函数指针，仿函数对象可通过成员变量来捕获/传递一些状态。缺点就是，写起来很麻烦

Lambda 表达式

Lambda 表达式在表达能力上和仿函数是等价的。编译器一般也是通过自动生成类似仿函数的代码来实现 Lambda 表达式的。上面的例子，用 Lambda 改写如下：

auto Plus = [](int a, int b) { return a + b; };

一个完整的 Lambda 表达式的组成如下：

[ capture-list ] ( params ) mutable(optional) -> ret(optional) { body } 

• capture-list：捕获列表。前面的例子 auto Plus = [](int a, int b) { return a + b; }; 没有捕获任何变量
• params：和普通函数一样的参数
• mutable：只有这个 Lambda 表达式是 mutable 的才允许修改按值捕获的参数，不过修改的仍然是拷贝过来的值，不改变值的本体
• ret：返回值类型，可以省略，让编译器通过 return 语句自动推导
• body：函数的具体逻辑

Lambda表达式捕获列表（不建议直接使用 [&] 或 [=] 捕获所有参数）：

• 空捕获列表，lambda不能使用所在函数中的变量
• [=] 函数体内可以使用Lambda所在作用范围内所有可见的局部变量（包括Lambda所在类的this），并且是值传递方式（相当于编译器自动为我们按值传递了所有局部变量）
• [&] 函数体内可以使用Lambda所在作用范围内所有可见的局部变量（包括Lambda所在类的this），并且是引用传递方式（相当于编译器自动为我们按引用传递了所有局部变量）
• [this] 函数体内可以使用Lambda所在类中的成员变量
• [a] 将a按值进行传递。按值进行传递时，函数体内不能修改传递进来的a的拷贝，因为默认情况下函数是const的。要修改传递进来的a的拷贝，可以添加mutable修饰符
• [&a] 将a按引用进行传递
• [=,&a, &b] 除a和b按引用进行传递外，其他参数都按值进行传递
• [&, a, b] 除a和b按值进行传递外，其他参数都按引用进行传递

一些例子

auto function = [] (int first, int second){
    return first + second;
};
	
function(100, 200);

int index = 1;
int num = 100;
auto function = ([=]{
			std::cout << "index: "<< index << ", " 
                << "num: "<< num << std::endl;
	}
);

function();

#include <iostream>
using namespace std;
 
class Lambda {
public:
    void sayHello() {
        std::cout << "Hello" << std::endl;
    };

    void lambda() {
        auto function = [this]{ 
            this->sayHello(); 
        };

        function();
    }
};
 
int main()
{
    Lambda demo;
    demo.lambda();
}