序言

?在上一篇文章中，我們主要介紹了 C++11 中的新增的關鍵詞，以及 范圍for循環 這類語法糖的使用和背后的邏輯。在這篇文章中我們會繼續介紹一個特別重要的新特性分別是 lambda表達式 。

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1. lambda表達式

1.1 lambda的定義

?C++11 中的 lambda表達式 是一種定義 匿名函數對象 的方式。它們可以捕獲它們所在作用域中的變量，并且可以在需要函數對象的地方使用，如作為算法的參數。lambda表達式 自 C++11 標準引入后，大大簡化了編碼并增強了代碼的靈活性和可讀性。我們在這里提到 匿名函數對象，說直白點就是該函數沒有具體名字嘛，那是真的沒有嗎？請大家記住這個疑問。

1.2 lambda表達式的基本語法

lambda表達式 的基本語法如下：

[capture](parameters) mutable -> return_type { body }

• capture：捕獲列表，指定 lambda表達式 體內部可以訪問的外部變量。
• parameters：參數列表，與普通函數的參數列表類似，但 lambda表達式 也可以沒有參數。
• mutable：可選的，表示代碼可以修改以值捕獲的外部變量。默認情況下，這些變量是只讀的。
• return_type：返回類型，可選。編譯器可以根據內容 自動推導返回類型。
• body：表達式的函數體，可以包含任意有效的C++語句。

我們簡單的舉一個示例：

void test_1() {auto func1 = [](int A, int B) ->int { return A + B; };cout << func1(1, 2) << endl;
}

我們返回值在沒有什么特殊需求下完全是可以省略的，編譯器會自動推導，所以我們還可以表示為：

void test_1() {auto func1 = [](int A, int B) { return A + B; };cout << func1(1, 2) << endl;
}

在這里我們的代碼邏輯還是比較簡單的，當我們的代碼邏輯比較復雜時，我們還可以表示為：

void test_1() {auto func1 = [](int A, int B) {  ...... //body};
}

1.3 參數詳解

1. capture 捕獲列表

?捕捉列表描述了上下文中那些數據可以被 lambda 使用，以及使用的方式傳值還是傳引用。
舉個栗子：

int A = 1, B = 2, C = 1;
auto func2 = [A]() { cout << A << endl; };
func2();

這里就是告訴編譯器你可以使用 A變量，當然了，你想讓他用誰就放誰到捕獲列表中：

int A = 1, B = 2;
auto func2 = [A,B]() { cout << A << endl; cout << B << endl;};
func2();

在這里 [] 的用法可以簡單總結為 3 種：

• [var]：表示值傳遞方式捕捉變量 var
• [=]：表示值傳遞方式捕獲所有父作用域中的變量(包括this)
• [&]：表示引用傳遞捕捉所有父作用域中的變量(包括this)

注意：父作用域指包含 lambda函數 的語句塊

上述的方法甚至還可以混合使用：

int A = 1, B = 2, C = 3;
// 除了 C 都是值傳遞，而 C 是引用傳遞
auto func2 = [=, &C](){// };// 除了 C 都是引用傳遞，而 C 是值傳遞
auto func3 = [&, C](){// };

2. parameters 參數列表

?參數列表的用法和函數的參數列表都是一致的，沒有什么區別。但是如果你沒有需要傳遞的參數時，甚至可以省去：

auto func3 = [A] { cout << A << endl; };

3. mutable 可變的

?當我們的表達式嘗試改變 以值捕獲 的外部變量時，編譯器會報錯，比如：

auto func3 = [A] () { ++A; };

這是因為編譯器規定這些變量只是可讀的，如果你想要進行相應的修改，需要加上 mutable：

auto func3 = [A] () mutable { ++A; };

但是這個修改并不會影響 A 本身的的大小，因為是 深拷貝，所以你需要修改 A 本身的大小的話使用引用會更好。

4. return_type 返回類型

?如果你沒什么需要特殊需要的話，完全可以省去，因為編譯器會自動推導，那什么時候是特殊的需求呢，就比如：

double A = 1.5, B = 2.5, C = 3;
auto func2 = [A, B] () -> int{return A * B;};
cout << func2() << endl;

在這里兩個 double 變量相乘推導出肯定是返回 double，但是我想要返回 int 這就可以指定返回類型。

5. body 函數體

?在函數體中，你可以使用參數列表以及捕獲列表中的變量。

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1.4 lambda 背后的邏輯

?我們是怎么使用仿函數的呢？就比如一下比較大小的仿函數：

template<class T>
struct Less{bool operator()(const T& left, const T& right){left < right;}
};Less<int> less;
int A = 1, B = 0;
less(A, B);

我們在使用該仿函數之前，先使用創建了一個相應的對象，然后再使用。

再看看我們的 lambda 表達式，我們也是先創建一個變量再通過該變量來調用：auto func = [](){}; 。 但是我們在前面說過， lambda表達式 是一種定義 匿名函數對象 的方式。所有他是真的沒有名字嗎，不是的，他在背后其實編譯器給他取了個名字的，只是我們不需要知道，我們只需要使用 auto 接受接好了，不需要管他叫什么。

那怎么證明呢？我們看看匯編層的邏輯：

很明顯是由他是有名字的，只是只有編譯器知道而已。
所以，定義了一個 lambda表達式，編譯器會自動生成一個類，在該類中重載了 operator()。

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2. lambda 的使用場景

2.1 sort 函數

?如果我們需要對自定義類型進行排序，舉個例子：

class Man {
public:Man(string name, int age) {_name = name;_age = age;}string _name;int _age;
};void test_2() {vector<Man> v;v.emplace_back("L", 10);v.emplace_back("M", 11);v.emplace_back("N", 12);sort(v.begin(), v.end());
}

這樣會報錯，因為自定義類型不可以直接比較，我們在以前的解決方案可以是寫一個仿函數，告訴編譯器怎么比較呀：

struct LessForMansAge {bool operator()(const Man& left, const Man& right) {return left._age < right._age;}
};

現在的話，我們可以直接寫一個仿函數：

auto Less = [](const Man& left, const Man& right) { return left._age < right._age; };
sort(v.begin(), v.end(), Less);

2.2 for_each 函數

?for_each 函數是 C++ 標準庫中的一個算法，它定義在頭文件 中。這個函數用于對給定范圍內的每個元素執行一個指定的操作。for_each 算法提供了一個便利的、統一的方法來遍歷容器（或其他支持迭代器的范圍），并對每個元素執行某個操作，而不需要顯式地編寫循環代碼。
舉個例子，我想要讓數組內的元素 * 2 ，并打印結果：

void test_3() {vector<int> v = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };for_each(v.begin(), v.end(), [](int& x) { x *= 2; });for_each(v.begin(), v.end(), [](int& x) { cout << x << endl; });
}

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3. 總結

lambda表達式 的語法更加直觀和靈活，特別是在處理簡單函數或回調函數時。它允許開發者直接在表達式中捕獲外部變量，并定義函數體，這使得代碼更加易于編寫和理解。