函數對象與Lambdas
你編寫代碼時，尤其是使用 STL 算法時，可能會使用函數指針和函數對象來解決問題和執行計算。函數指針和函數對象各有利弊。例如，函數指針具有最低的語法開銷，但不保持范圍內的狀態，函數對象可保持狀態，但需要類定義的語法開銷。
lambda 結合了函數指針和函數對象的優點并避免其缺點。lambda 與函數對象相似的是靈活并且可以保持狀態，但不同的是其簡潔的語法不需要顯式類定義。 使用lambda，相比等效的函數對象代碼，您可以寫出不太復雜并且不容易出錯的代碼。

一段簡單的Code

我也不是文藝的人，對于Lambda的歷史，以及Lambda與C++的那段淵源，我也不是很熟悉，技術人，講究拿代碼說事。

代碼如下:
#include<iostream>
using namespace std;
?
int main()
{
??? int a = 1;
??? int b = 2;
?
??? auto func = [=, &b](int c)->int {return b += a + c;};
??? return 0;
}

當我第一次看到這段代碼時，我直接凌亂了，直接看不懂啊。上面這段代碼，如果你看懂了，下面的內容就當時復習了；如果看不懂了，就接著和我一起總結吧。

基本語法

簡單來說，Lambda函數也就是一個函數，它的語法定義如下：

代碼如下:
[capture](parameters) mutable ->return-type{statement}

1.[capture]：捕捉列表。捕捉列表總是出現在Lambda函數的開始處。實際上，[]是Lambda引出符。編譯器根據該引出符判斷接下來的代碼是否是Lambda函數。捕捉列表能夠捕捉上下文中的變量以供Lambda函數使用;

2.(parameters)：參數列表。與普通函數的參數列表一致。如果不需要參數傳遞，則可以連同括號“()”一起省略;

3.mutable：mutable修飾符。默認情況下，Lambda函數總是一個const函數，mutable可以取消其常量性。在使用該修飾符時，參數列表不可省略（即使參數為空）;

4.->return-type：返回類型。用追蹤返回類型形式聲明函數的返回類型。我們可以在不需要返回值的時候也可以連同符號”->”一起省略。此外，在返回類型明確的情況下，也可以省略該部分，讓編譯器對返回類型進行推導;

5.{statement}：函數體。內容與普通函數一樣，不過除了可以使用參數之外，還可以使用所有捕獲的變量。

與普通函數最大的區別是，除了可以使用參數以外，Lambda函數還可以通過捕獲列表訪問一些上下文中的數據。具體地，捕捉列表描述了上下文中哪些數據可以被Lambda使用，以及使用方式（以值傳遞的方式或引用傳遞的方式）。語法上，在“[]”包括起來的是捕捉列表，捕捉列表由多個捕捉項組成，并以逗號分隔。捕捉列表有以下幾種形式：

1.[var]表示值傳遞方式捕捉變量var；
2.[=]表示值傳遞方式捕捉所有父作用域的變量（包括this）；
3.[&var]表示引用傳遞捕捉變量var；
4.[&]表示引用傳遞方式捕捉所有父作用域的變量（包括this）；
5.[this]表示值傳遞方式捕捉當前的this指針。

上面提到了一個父作用域，也就是包含Lambda函數的語句塊，說通俗點就是包含Lambda的“{}”代碼塊。上面的捕捉列表還可以進行組合，例如：

1.[=,&a,&b]表示以引用傳遞的方式捕捉變量a和b，以值傳遞方式捕捉其它所有變量;
2.[&,a,this]表示以值傳遞的方式捕捉變量a和this，引用傳遞方式捕捉其它所有變量。

不過值得注意的是，捕捉列表不允許變量重復傳遞。下面一些例子就是典型的重復，會導致編譯時期的錯誤。例如：

3.[=,a]這里已經以值傳遞方式捕捉了所有變量，但是重復捕捉a了，會報錯的;
4.[&,&this]這里&已經以引用傳遞方式捕捉了所有變量，再捕捉this也是一種重復。

Lambda的使用

對于Lambda的使用，說實話，我沒有什么多說的，個人理解，在沒有Lambda之前的C++ , 我們也是那樣好好的使用，并沒有對缺少Lambda的C++有什么抱怨，而現在有了Lambda表達式，只是更多的方便了我們去寫代碼。不知道大家是否記得C++ STL庫中的仿函數對象，仿函數想對于普通函數來說，仿函數可以擁有初始化狀態，而這些初始化狀態是在聲明仿函數對象時，通過參數指定的，一般都是保存在仿函數對象的私有變量中;在C++中，對于要求具有狀態的函數，我們一般都是使用仿函數來實現，比如以下代碼：

代碼如下:
#include<iostream>
using namespace std;
?
typedef enum
{
??? add = 0,
??? sub,
??? mul,
??? divi
}type;
?
class Calc
{
??? public:
??????? Calc(int x, int y):m_x(x), m_y(y){}
?
??????? int operator()(type i)
??????? {
??????????? switch (i)
??????????? {
??????????????? case add:
??????????????????? return m_x + m_y;
??????????????? case sub:
??????????????????? return m_x - m_y;
??????????????? case mul:
??????????????????? return m_x * m_y;
??????????????? case divi:
??????????????????? return m_x / m_y;
??????????? }
??????? }
?
??? private:
??????? int m_x;
??????? int m_y;
};
?
int main()
{
??? Calc addObj(10, 20);
??? cout<<addObj(add)<<endl; // 發現C++11中，enum類型的使用也變了，更“強”了?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
??? return 0;
}

現在我們有了Lambda這個利器，那是不是可以重寫上面的實現呢？看代碼：

代碼如下:
#include<iostream>
using namespace std;
?????
typedef enum
{????
??? add = 0,
??? sub,
??? mul,
??? divi
}type;
?????
int main()
{????
??? int a = 10;
??? int b = 20;
?????
??? auto func = [=](type i)->int {
??????? switch (i)
??????? {
??????????? case add:
??????????????? return a + b;
??????????? case sub:
??????????????? return a - b;
??????????? case mul:
??????????????? return a * b;
??????????? case divi:
??????????????? return a / b;
??????? }
??? };
?????
??? cout<<func(add)<<endl;
}

顯而易見的效果，代碼簡單了，你也少寫了一些代碼，也去試一試C++中的Lambda表達式吧。

關于Lambda那些奇葩的東西

看以下一段代碼：

代碼如下:
#include<iostream>????????
using namespace std;??????
??????????????????????????
int main()????????????????
{?????????????????????????
??? int j = 10;???????????
??? auto by_val_lambda = [=]{ return j + 1; };
??? auto by_ref_lambda = [&]{ return j + 1; };
??? cout<<"by_val_lambda: "<<by_val_lambda()<<endl;
??? cout<<"by_ref_lambda: "<<by_ref_lambda()<<endl;
??????????????????????????
??? ++j;??????????????????
??? cout<<"by_val_lambda: "<<by_val_lambda()<<endl;
??? cout<<"by_ref_lambda: "<<by_ref_lambda()<<endl;
??????????????????????????
??? return 0;?????????????
}

程序輸出結果如下：

代碼如下:
by_val_lambda: 11
by_ref_lambda: 11
by_val_lambda: 11
by_ref_lambda: 12

你想到了么？？？那這又是為什么呢？為什么第三個輸出不是12呢？

在by_val_lambda中，j被視為一個常量，一旦初始化后不會再改變（可以認為之后只是一個跟父作用域中j同名的常量），而在by_ref_lambda中，j仍然在使用父作用域中的值。所以，在使用Lambda函數的時候，如果需要捕捉的值成為Lambda函數的常量，我們通常會使用按值傳遞的方式捕捉；相反的，如果需要捕捉的值成成為Lambda函數運行時的變量，則應該采用按引用方式進行捕捉。

再來一段更暈的代碼：

代碼如下:
#include<iostream>?????????????????
using namespace std;???????????????
???????????????????????????????????
int main()?????????????????????????
{??????????????????????????????????
??? int val = 0;???????????????????????????????????
??? // auto const_val_lambda = [=](){ val = 3; }; wrong!!!
???????????????????????????????????
??? auto mutable_val_lambda = [=]() mutable{ val = 3; };
??? mutable_val_lambda();??????????
??? cout<<val<<endl; // 0
???????????????????????????????????
??? auto const_ref_lambda = [&]() { val = 4; };
??? const_ref_lambda();????????????
??? cout<<val<<endl; // 4
???????????????????????????????????
??? auto mutable_ref_lambda = [&]() mutable{ val = 5; };
??? mutable_ref_lambda();??????????
??? cout<<val<<endl; // 5
???????????????????????????????????
??? return 0;?????
}

這段代碼主要是用來理解Lambda表達式中的mutable關鍵字的。默認情況下，Lambda函數總是一個const函數，mutable可以取消其常量性。按照規定，一個const的成員函數是不能在函數體內修改非靜態成員變量的值。例如上面的Lambda表達式可以看成以下仿函數代碼：

代碼如下:
class const_val_lambda
{
public:
??? const_val_lambda(int v) : val(v) {}
??? void operator()() const { val = 3; } // 常量成員函數
?
private:
??? int val;
};

對于const的成員函數，修改非靜態的成員變量，所以就出錯了。而對于引用的傳遞方式，并不會改變引用本身，而只會改變引用的值，因此就不會報錯了。都是一些糾結的規則。慢慢理解吧。

總結

對于Lambda這種東西，有的人用的非常爽，而有的人看著都不爽。仁者見仁，智者見智。不管怎么樣，作為程序員的你，都要會的。這篇文章就是用來彌補自己對C++ Lambda表達式的認知不足的過錯，以免以后在別人的代碼中看到了Lambda，還看不懂這種東西，那就丟大人了。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++中的Lambda表达式详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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