C++ Lambda 函数

Lambda 函数是 C++11 中的一种新特性，它允许我们定义一个匿名函数。

Lambda 函数可以被认为是一个临时的、内联的函数对象。使用 Lambda 函数，我们可以写出更加简洁、高效的代码。

Lambda 语法

Lambda 函数的语法比较简单，可以归纳为以下几个部分：

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

其中：

• capture-list：捕获列表，用于捕获变量；
• params：函数参数列表；
• mutable：表示是否可以修改捕获的变量；
• exception：异常规格；
• return-type：返回类型；
• body：函数体。

下面是一个简单的 Lambda 函数示例，将两个数相加：

auto add = [](int a, int b) -> int {
    return a + b;
};

Lambda 函数返回类型可以根据返回语句自动推导，可以省略不写：

auto add = [](int a, int b) {
    return a + b;
};

Lambda 捕获列表

Lambda 函数可以访问其所在范围内的变量，这些变量称为捕获的变量，捕获的方式称为捕获列表。

捕获列表可以分为以下几种情况：

1. 没有捕获任何变量

在这种情况下，Lambda 函数没有访问其所在范围内的任何变量：

[]() {
    // 函数体
}

2. 捕获外部的变量

在这种情况下，Lambda 函数可以访问其所在范围内的变量，但无法修改：

int a = 10;
auto func = [a]() {
    std::cout << "a = " << a << std::endl;
};

3. 按值捕获变量

在这种情况下，Lambda 函数会复制所捕获的变量到其内部：

int a = 10;
auto func = [=]() {
    std::cout << "a = " << a << std::endl;
};

4. 按引用捕获变量

在这种情况下，Lambda 函数会引用所捕获的变量，可以修改它们的值：

int a = 10;
auto func = [&a]() {
    ++a;
};

Lambda 应用

Lambda 函数可以应用于很多场景，比如：

1. STL 算法

// 将 v 中的元素都乘以 2
std::vector<int> v = {1, 2, 3};
std::transform(v.begin(), v.end(), v.begin(), [](int n){ return n * 2; });

2. 函数对象

// 使用 Lambda 函数实现函数对象
class MyFunctor {
public:
    MyFunctor(int n) : m_n(n) {}
    bool operator()(int x) const {
        return x == m_n;
    }
private:
    int m_n;
};
std::vector<int> v = {1, 2, 3};
auto it = std::find_if(v.begin(), v.end(), MyFunctor(2));
auto it2 = std::find_if(v.begin(), v.end(), [](int x){ return x == 2; });

3. 回调函数

// 使用 Lambda 函数实现回调函数
void do_something(int x, std::function<void(int)> callback) {
    callback(x);
}
do_something(42, [](int x){ std::cout << "x = " << x << std::endl; });

总结

Lambda 函数是一种方便、简洁、高效的函数对象，使用它可以让我们写出更加清晰、易读、易维护的代码。在 C++ 中，我们可以使用 Lambda 函数实现很多功能，比如 STL 算法、函数对象、回调函数等等。