Lambda表达式

什么是Lambda表达式

​ C++11的颁布让C++丰富了起来，任何一本介绍C++11的书籍，都不可能跳过这一个点——Lambda表达式。人们经常称Lambda表达式是一个语法糖，说明这是一个”没有没事，有了更好“的一种语法表达，当然我觉得还有另一种含义——“小用怡情，大用伤身”。

​ 在代码实现中，我们可能会遇到这样一种情况，需要一个函数，这个函数的功能极其简单，而且很有可能也只使用这一次，为了它特地返回用来写函数的代码区没必要，又没有合适的头文件放，这个时候就可以拿出来Lambda表达式了，用一种很简介的方式来满足这种临时需求。

​ Lambda的定义：

[capture list] (parameter list) mutable exception -> return type { function body }

请不要抓狂，这个只是看起来复杂，实际上用起来，就是这么复杂，但是一旦用会了，就是语法糖。首先我们先看看我们需要什么，毕竟是一个函数，首先得有参数列表，然后得有函数体，以及返回类型，很明显上面都有，这就理解三个部分了，那剩下的中有一个exception已经被建议弃用了，这个也不用知道了，最难理解的就是这里的capture list和mutable。

Lambda表达式的用法

​ 首先，捕获列表是用来得到当前作用域的变量值，比如我这个函数可能需要作用于前面刚创建的某一个变量，那它就应该放在这里面，即捕获，说实话，这是一个不太好理解的概念，先上代码：

#include <iostream>int main() {int x = 10;auto f = [x]{std::cout << x << std::endl;};f();
}

这里我们在捕获列表中捕获了当前作用域的变量x并输出，这时候肯定有人要站出来问，那这和参数列表有啥区别，我用参数列表输出不是一样的嘛，上代码：

#include <iostream>int main() {int x = 10;auto f = [x]{std::cout << x << std::endl;};auto g = [](int x){std::cout << x << std::endl;};f();				//10g(x);				//10x = 5;f();				//10g(x);				//5
}

从这里的代码可以看出，捕获列表只会捕获到Lambda表达式定义时外部变量的状态，其不会随着外部变量的状态的变化而变化，所以参数列表和捕获列表发挥的功能是完全不一样的。

​ 继续上面介绍捕获列表，捕获列表中捕获方式有两种，一种按值捕获，一种按引用捕获。（看过前面引用的文章相信一下子就能理解）。简单来说，按值捕获不会影响外部变量的值，但是按引用会影响，上代码：

#include <iostream>int main() {int x = 10;// auto f = [x]{x = 5;std::cout << x << std::endl;};   // 报错：无法分配给 只读类型const intauto g = [&x]{x = 5; std::cout << x << std::endl;}; //编译通过g();			// 输出：5std::cout << x << std::endl;		//输出：5return 0;
}

当然，如果你想将所有的值（或大部分）都按值捕获，或者按引用捕获，可以采取这样的办法：

#include <iostream>int main() {int x = 10, y = 5, z = 3;auto f = [=]{ std::cout << x + y + z << std::endl; };auto g = [&]{x = 3, y = 7, z = 9; };f();		//输出：18g();		std::cout << x << " " << y << " " << z << std::endl;		//输出： 3 7 9return 0;
}

如果你想对其他变量按值捕获，对某些变量按引用捕获，也是有办法的：

#include <iostream>int main() {int x = 10, y = 5, z = 3;auto f = [=, &z]{ z = 4; std::cout << x + y + z << std::endl; };f();
}

反之亦可。那么又有人问了，如果我想一半按值捕获，另一半按引用捕获呢？

​ 前面我们讲完了捕获列表，这里我们理解一下mutable关键字。其实一句话就能说明白，就是对按值捕获的变量允许修改，上面的代码我们看到了，在编译器中，按值捕获的列表是const类型的，无法在函数体内修改，使用mutable关键字，可以运行函数体内修改，当然啦，还是不影响外部变量的，上代码：

#include <iostream>int main() {int x = 10, y = 5, z = 3;auto f = [=, &z] mutable{ z = 4; x += 1; std::cout << x + y + z << std::endl; };f();		// 输出：20；return 0；
}

Lambda表达式其实是什么

​ 在有一些编译器中，Lambda表达式会被直接编译成匿名类。我们上代码看看二者是如何转换的，我们这里定义一个稍微复杂一点的Lambda表达式，里面包含返回类型、参数、mutable关键字：

#include <iostream>class __lambda_uniq {
public:int x;int operator()(int a){x += 5;return a + x;}
};int main() {int x = 10;auto f = [=](int a)mutable ->int{x += 5; return a + x;};std::cout << f(5) << std::endl;__lambda_uniq u;u.x = x;std::cout << u(5) << std::endl;
}

​ 这里就展示了一种可能的转换，将Lambda表达式转换成匿名类，其实功能是基本相同的，甚至我们可以想象，当没有mutable关键字时，这里的成员x可能就是const修饰了。很明显，Lambda表达式的表达方式更简洁，所以以后如果需要临时函数，可以想到Lambda表达式，这样做一定程度上可以提高代码可读性，毕竟为一个简单的函数确实没必要再找它的定义。

​ 但是，Lambda表达式应该熟用而不应该滥用，它可以点缀我们的代码，简化我们的操作，却不应该大量存在。