1. 概述

C++ 11 中的 Lambda 表達(dá)式用于定義并創(chuàng)建匿名的函數(shù)對(duì)象，以簡(jiǎn)化編程工作。
Lambda 的語法形式如下：

[函數(shù)對(duì)象參數(shù)] (操作符重載函數(shù)參數(shù)) mutable 或 exception 聲明 -> 返回值類型 {函數(shù)體}

可以看到，Lambda 主要分為五個(gè)部分：[函數(shù)對(duì)象參數(shù)]、(操作符重載函數(shù)參數(shù))、mutable 或 exception 聲明、-> 返回值類型、{函數(shù)體}.

2. Lambda 語法分析

2.1 [函數(shù)對(duì)象參數(shù)]

標(biāo)識(shí)一個(gè) Lambda 表達(dá)式的開始，這部分必須存在，不能省略。函數(shù)對(duì)象參數(shù)是傳遞給編譯器自動(dòng)生成的函數(shù)對(duì)象類的構(gòu)造
函數(shù)的。函數(shù)對(duì)象參數(shù)只能使用那些到定義 Lambda 為止時(shí) Lambda 所在作用范圍內(nèi)可見的局部變量(包括 Lambda 所在類
的 this)。函數(shù)對(duì)象參數(shù)有以下形式：

• 空。沒有任何函數(shù)對(duì)象參數(shù)。
• =。函數(shù)體內(nèi)可以使用 Lambda 所在范圍內(nèi)所有可見的局部變量（包括 Lambda 所在類的 this），并且是值傳遞方式（相
  當(dāng)于編譯器自動(dòng)為我們按值傳遞了所有局部變量）。
• &。函數(shù)體內(nèi)可以使用 Lambda 所在范圍內(nèi)所有可見的局部變量（包括 Lambda 所在類的 this），并且是引用傳遞方式
  （相當(dāng)于是編譯器自動(dòng)為我們按引用傳遞了所有局部變量）。
• this。函數(shù)體內(nèi)可以使用 Lambda 所在類中的成員變量。
• a。將 a 按值進(jìn)行傳遞。按值進(jìn)行傳遞時(shí)，函數(shù)體內(nèi)不能修改傳遞進(jìn)來的 a 的拷貝，因?yàn)槟J(rèn)情況下函數(shù)是 const 的，要
  修改傳遞進(jìn)來的拷貝，可以添加 mutable 修飾符。
• &a。將 a 按引用進(jìn)行傳遞。
• a，&b。將 a 按值傳遞，b 按引用進(jìn)行傳遞。
• =，&a，&b。除 a 和 b 按引用進(jìn)行傳遞外，其他參數(shù)都按值進(jìn)行傳遞。
• &，a，b。除 a 和 b 按值進(jìn)行傳遞外，其他參數(shù)都按引用進(jìn)行傳遞。

2.2 (操作符重載函數(shù)參數(shù))

標(biāo)識(shí)重載的 () 操作符的參數(shù)，沒有參數(shù)時(shí)，這部分可以省略。參數(shù)可以通過按值（如: (a, b)）和按引用 (如: (&a, &b)) 兩種
方式進(jìn)行傳遞。

2.3 mutable 或 exception 聲明

這部分可以省略。按值傳遞函數(shù)對(duì)象參數(shù)時(shí)，加上 mutable 修飾符后，可以修改傳遞進(jìn)來的拷貝（注意是能修改拷貝，而不是
值本身）。exception 聲明用于指定函數(shù)拋出的異常，如拋出整數(shù)類型的異常，可以使用 throw(int)。

2.4 -> 返回值類型

標(biāo)識(shí)函數(shù)返回值的類型，當(dāng)返回值為 void，或者函數(shù)體中只有一處 return 的地方（此時(shí)編譯器可以自動(dòng)推斷出返回值類型）
時(shí)，這部分可以省略。

2.5 {函數(shù)體}

標(biāo)識(shí)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，這部分不能省略，但函數(shù)體可以為空。

3. 示例

[] (int x, int y) { return x + y; } // 隱式返回類型 [] (int& x) { ++x; } // 沒有 return 語句 -> Lambda 函數(shù)的返回類型是 'void' [] () { ++global_x; } // 沒有參數(shù)，僅訪問某個(gè)全局變量 [] { ++global_x; } // 與上一個(gè)相同，省略了 (操作符重載函數(shù)參數(shù))

可以像下面這樣顯示指定返回類型：

[] (int x, int y) -> int { int z = x + y; return z; }

在這個(gè)例子中創(chuàng)建了一個(gè)臨時(shí)變量 z 來存儲(chǔ)中間值。和普通函數(shù)一樣，這個(gè)中間值不會(huì)保存到下次調(diào)用。什么也不返回的
Lambda 函數(shù)可以省略返回類型，而不需要使用 -> void 形式。

Lambda 函數(shù)可以引用在它之外聲明的變量. 這些變量的集合叫做一個(gè)閉包. 閉包被定義在 Lambda 表達(dá)式聲明中的方括
號(hào) [] 內(nèi)。這個(gè)機(jī)制允許這些變量被按值或按引用捕獲。如下圖的例子：

3.1 示例 1

std::vector<int> some_list; int total = 0; for (int i = 0; i < 5; ++i) some_list.push_back(i); std::for_each(begin(some_list), end(some_list), [&total](int x) {total += x; });

此例計(jì)算 list 中所有元素的總和。變量 total 被存為 Lambda 函數(shù)閉包的一部分。因?yàn)樗菞Ｗ兞?#xff08;局部變量）total 引
用，所以可以改變它的值。

3.2 示例 2

std::vector<int> some_list; int total = 0; int value = 5; std::for_each(begin(some_list), end(some_list), [&, value, this](int x) {total += x * value * this->some_func(); });

此例中 total 會(huì)存為引用, value 則會(huì)存一份值拷貝。對(duì) this 的捕獲比較特殊，它只能按值捕獲。this 只有當(dāng)包含它的最靠近
它的函數(shù)不是靜態(tài)成員函數(shù)時(shí)才能被捕獲。對(duì) protect 和 private 成員來說，這個(gè) Lambda 函數(shù)與創(chuàng)建它的成員函數(shù)有相同
的訪問控制。如果 this 被捕獲了，不管是顯式還是隱式的，那么它的類的作用域?qū)?Lambda 函數(shù)就是可見的。訪問 this 的
成員不必使用 this-> 語法，可以直接訪問。

4. 總結(jié)

不同編譯器的具體實(shí)現(xiàn)可以有所不同，但期望的結(jié)果是: 按引用捕獲的任何變量，Lambda 函數(shù)實(shí)際存儲(chǔ)的應(yīng)該是這些變量在
創(chuàng)建這個(gè) Lambda 函數(shù)的函數(shù)的棧指針，而不是 Lambda 函數(shù)本身?xiàng)Ｗ兞康囊谩２还茉鯓?#xff0c;因?yàn)榇蠖鄶?shù) Lambda 函數(shù)都
很小且在局部作用中，與候選的內(nèi)聯(lián)函數(shù)很類似，所以按引用捕獲的那些變量不需要額外的存儲(chǔ)空間。

如果一個(gè)閉包含有局部變量的引用，在超出創(chuàng)建它的作用域之外的地方被使用的話，這種行為是未定義的!

Lambda 函數(shù)是一個(gè)依賴于實(shí)現(xiàn)的函數(shù)對(duì)象類型,這個(gè)類型的名字只有編譯器知道. 如果用戶想把 lambda 函數(shù)做為一個(gè)參數(shù)來
傳遞, 那么形參的類型必須是模板類型或者必須能創(chuàng)建一個(gè) std::function 類似的對(duì)象去捕獲 lambda 函數(shù).使用 auto 關(guān)鍵字
可以幫助存儲(chǔ) lambda 函數(shù),

auto my_lambda_func = [&](int x) { /* ... */ }; auto my_onheap_lambda_func = new auto([=](int x) { /* ... */ });

這里有一個(gè)例子, 把匿名函數(shù)存儲(chǔ)在變量、數(shù)組或 vector 中,并把它們當(dāng)做命名參數(shù)來傳遞

一個(gè)沒有指定任何捕獲的 lambda 函數(shù),可以顯式轉(zhuǎn)換成一個(gè)具有相同聲明形式函數(shù)指針.所以,像下面這樣做是合法的:

auto a_lambda_func = [](int x) { /* ... */ }; void (*func_ptr)(int) = a_lambda_func; func_ptr(4); // calls the lambda

分類:?C++

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++之Lambda表达式的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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