C++ lambda函数用法

Lambda表达式（也叫lambda函数，或简称lambda），是从C++ 11开始引入并不断完善的，是能够捕获作用域中变量的匿名函数对象。因为C++是不能嵌套定义函数的，所以lambda就成了我们构造闭包的主要手段，不过在对象的生命周期上还是有点不同。

Lambda基本语法

lambda基本语法

当定义一个lambda时，编译器生成一个与lambda对应的新的（未命名的）类类型。下面对重要的组成部分进行说明：

捕获列表

值捕获

void func()
{
	int i = 100;//局部变量
	//将i拷贝到明位f的可调用对象
	auto f = [i] { return i; };
	i = 0;
	int j = f(); //j=100,因为i是创建时拷贝的
}

引用捕获

void func()
{
	int i = 100;//局部变量
	//将i拷贝到明位f的可调用对象
	auto f = [&i] { return i; };
	i = 0;
	int j = f(); //j=0, 因为传递的是引用
}

除了自己列出捕获列表的变量，还可以让编译器根据lambda中代码来推断我们要使用哪些变量（隐式捕获），用过使用&或=指示编译器推断捕获列表。&则采用引用捕获的方式，=则采用值捕获的方式。混合使用隐式捕获和显示捕获，则两者须使用不同的方式，一个为引用捕获，一个为值捕获。

lambda捕获列表：

• [ ]。空捕获列表，lambda不能使用所在函数中的变量。
• [=]。函数体内可以使用Lambda所在作用范围内所有可见的局部变量（包括Lambda所在类的this），并且是值传递方式（相当于编译器自动为我们按值传递了所有局部变量）。
• [&]。函数体内可以使用Lambda所在作用范围内所有可见的局部变量（包括Lambda所在类的this），并且是引用传递方式（相当于编译器自动为我们按引用传递了所有局部变量）。
• [this]。函数体内可以使用Lambda所在类中的成员变量。
• [a]。将a按值进行传递。按值进行传递时，函数体内不能修改传递进来的a的拷贝，因为默认情况下函数是const的。要修改传递进来的a的拷贝，可以添加mutable修饰符。
• [&a]。将a按引用进行传递。
• [=，&a, &b]。除a和b按引用进行传递外，其他参数都按值进行传递。
• [&, a, b]。除a和b按值进行传递外，其他参数都按引用进行传递。

悬垂引用：

若以引用隐式或显式捕获非引用实体，而在该实体的生存期结束之后调用lambda对象的函数调用运算符，则发生未定义行为。C++ 的闭包并不延长被捕获的引用的生存期。这同样适用于被捕获的this指针所指向的对象的生存期。

形参列表

lambda形参列表和一般的函数形参列表类似，但不允许默认实参(C++14 前)。当以 auto 为形参类型时，该 lambda 为泛型 lambda(C++14 起)。与一个普通函数调用类似，调用一个lambda时给定的实参被用来初始化lambda的形参。

//代码在VS2019中测试
void func()
{
	int i = 1, j = 2;
	auto f = [](int a,int &b) {
		a = 10;
		b = 20;
		//输出：10  20
		std::cout << a << " " << b << std::endl;
	};
	f(i,j);
	//输出：1 20
	std::cout << i << " " << j << std::endl;
}

//代码在VS2019中测试
void func()
{
	auto f = [](auto a,int b=10) {
		std::cout << a << " " << b << std::endl;
	};
	f(1.5, 2);
	f(true);
}

说明符

• mutable：允许函数体修改各个复制捕获的对象，以及调用其非 const 成员函数;
• constexpr：显式指定函数调用运算符为 constexpr 函数。此说明符不存在时，若函数调用运算符恰好满足针对 constexpr 函数的所有要求，则它也会是 constexpr； (C++17 起)
• consteval：指定函数调用运算符为立即函数。不能同时使用 consteval 和 constexpr。(C++20 起)

默认情况下，对于一个值被拷贝的变量，lambda不会改变其值。假如我们希望能改变一个被捕获的变量的值，就必须在参数列表后面加上关键字mutable。而一个引用捕获的变量则不受此限制。

//代码在VS2019中测试
void func()
{
	int i = 10, j = 10;
	//加上mutable才可以在lambda函数中改变捕获的变量值
	auto f = [i, &j]() mutable {
		i = 100, j = 100;
	};
	i = 0, j = 0;
	f();
	//输出:0 100
	std::cout << i << " " << j << std::endl;
}

返回类型 ->

当我们需要为一个lambda定义返回类型时，需要使用尾置返回类型。返回类型若缺省，则根据函数体中的 return 语句进行推断（如果有多条return语句，需要保证类型一直，否则编译器无法自动推断）。默认情况下，如果一个lambda函数体不包含return语句，则编译器假定返回void。

void func()
{
	auto f = []() -> double {
		if (1 > 2)
			return 1;
		else 
			return 2.0;
	};
	std::cout << f() << std::endl;
}

如果不显示指定返回类型，则int和double两种返回类型会导致推断冲突。

函数体 \(\{ \}\)

略，同普通函数的函数体。