Lambda表达式

Lambda表达式

• Lambda 表达式是现代 C++ 中最重要的特性之一，而 Lambda 表达式，实际上就是提供了一个类似匿名函数的特性， 而匿名函数则是在需要一个函数，但是又不想费力去命名一个函数的情况下去使用的。这样的场景其实有很多很多， 所以匿名函数几乎是现代编程语言的标配。

语法

• lambda表达式基本语法如下：

  [捕获列表](参数列表) mutable(可选) 异常属性 -> 返回类型 {
  // 函数体
  }
  

• 捕获列表:其实可以理解为参数的一种类型，Lambda 表达式内部函数体在默认情况下是不能够使用函数体外部的变量的， 这时候捕获列表可以起到传递外部数据的作用。根据传递的行为，捕获列表也分为以下几种：

1.值捕获：

• 与参数传值类似，值捕获的前提是变量可以拷贝，不同之处则在于，被捕获的变量在 Lambda 表达式被创建时拷贝， 而非调用时才拷贝

void Lambda_value_capture()
{
    int value = 1;
    auto copy_value = [value]
    {
        return value;
    };

    value = 100;
    std::cout<<copy_value()<<std::endl;  // 1
}

2.引用捕获：

• 与引用传参类似，引用捕获保存的是引用，值会发生变化

void Lambda_reference_capture()
{
    int value = 1;
    auto copy_value = [&value]
    {
        return value;
    };

    value = 100;
    std::cout<<copy_value()<<std::endl; // 100
}

3.隐式捕获：

• 手动书写捕获列表有时候是非常复杂的，这种机械性的工作可以交给编译器来处理，这时候可以在捕获列表中写一个 & 或 = 向编译器声明采用引用捕获或者值捕获

  void Lambda_implicit_capture()
  {
      int value = 1;
      auto copy_value_1 = [&]
      {
          return value;
      };
  
      auto copy_value_2 = [=]
      {
          return value;
      };
  
      value = 100;
      std::cout<<copy_value_1()<<std::endl;  // 100
      std::cout<<copy_value_2()<<std::endl;  // 1
  }
  

• 总结一下，捕获提供了 Lambda 表达式对外部值进行使用的功能，捕获列表的最常用的四种形式可以是：
  • [] 空捕获列表
  • [name1, name2, ...] 捕获一系列变量
  • [&] 引用捕获, 让编译器自行推导引用列表
  • [=] 值捕获, 让编译器自行推导值捕获列表

4.表达式捕获：

• 上面提到的值捕获、引用捕获都是已经在外层作用域声明的变量，因此这些捕获方式捕获的均为左值，而不能捕获右值
• C++14 给与了我们方便，允许捕获的成员用任意的表达式进行初始化，这就允许了右值的捕获， 被声明的捕获变量类型会根据表达式进行判断，判断方式与使用 auto 本质上是相同的：

#include <iostream>
#include <memory>  // std::make_unique
#include <utility> // std::move

void lambda_expression_capture() {
    auto important = std::make_unique<int>(1);
    auto add = [v1 = 1, v2 = std::move(important)](int x, int y) -> int {
        return x+y+v1+(*v2);
    };
    std::cout << add(3,4) << std::endl;
}

5.泛型Lambda

• 从 C++14 开始，Lambda 函数的形式参数可以使用 auto 关键字来产生意义上的泛型：

  auto add = [](auto x, auto y) {
      return x+y;
  };
  
  add(1, 2);
  add(1.1, 2.2);
  

参考

• https://changkun.de/modern-cpp/zh-cn/03-runtime