c++11 lambda

为什么需要lambda函数

匿名函数是许多编程语言都支持的概念，有函数体，没有函数名。1958年，lisp首先采用匿名函数，匿名函数最常用的是作为回调函数的值。正因为有这样的需求，c++引入了lambda 函数，你可以在你的源码中内联一个lambda函数，这就使得创建快速的，一次性的函数变得简单了。例如，你可以把lambda函数可在参数中传递给std::sort函数

#include <algorithm>

#include <cmath>

void abssort(float* x, unsigned N) {

std::sort(x, x + N,

// Lambda expression begins

[](float a, float b) {

return std::abs(a) < std::abs(b);

});

}

你可能会问，使用函数对象不是也可以吗？是的，函数对象当然没问题，自己写的回调函数，你可以传个函数指针也没有问题。他们有优点也有缺点。函数对象能维护状态，但语法开销大，而函数指针语法开销小，却没法保存范围内的状态。如果你觉得鱼和熊掌不可兼得，那你可错了。lambda函数结合了两者的优点，让你写出优雅简洁的代码。

基本lambda语法

基本形式如下：

[capture](parameters)->return-type {body}

[]叫做捕获说明符，表示一个lambda表达式的开始。接下来是参数列表，即这个匿名的lambda函数的参数，->return-type表示返回类型，如果没有返回类型，则可以省略这部分。想知道为什么返回类型可以这么表示，这涉及到c++11的另一特性，参见自动类型推导，最后就是函数体部分了。

我们可以这样输出"hello,world"

auto func = [] () { cout << "hello,world"; };

func(); // now call the function

变量捕获与lambda闭包实现

string name;

cin >> name;

[&](){cout << name;}();

lambda函数能够捕获lambda函数外的具有自动存储时期的变量。函数体与这些变量的集合合起来叫闭包。

[] 不截取任何变量
[&} 截取外部作用域中所有变量，并作为引用在函数体中使用
[=] 截取外部作用域中所有变量，并拷贝一份在函数体中使用

[=, &foo] 截取外部作用域中所有变量，并拷贝一份在函数体中使用，但是对foo变量使用引用

[bar] 截取bar变量并且拷贝一份在函数体重使用，同时不截取其他变量

[x, &y] x按值传递，y按引用传递

[this] 截取当前类中的this指针。如果已经使用了&或者=就默认添加此选项。

看到这，不禁要问，这魔法般的变量捕获是怎么实现的呢？原来，lambda是通过创建个小类来实现的。这个类重载了操作符()，一个lambda函数是该类的一个实例。当该类被构造时，周围的变量就传递给构造函数并以成员变量保存起来。看起来跟函数对象很相似。

最后，lambda函数的类型是什么呢，答案是std:function。

C++11 的 lambda 表达式规范如下：

`[` capture `]` `(` params `)` mutable exception attribute `->` ret `{` body `}`	(1)
`[` capture `]` `(` params `)` `->` ret `{` body `}`	(2)
`[` capture `]` `(` params `)` `{` body `}`	(3)
`[` capture `]` `{` body `}`	(4)

其中

(1) 是完整的 lambda 表达式形式，
(2) const 类型的 lambda 表达式，该类型的表达式不能改捕获("capture")列表中的值。
(3)省略了返回值类型的 lambda 表达式，但是该 lambda 表达式的返回类型可以按照下列规则推演出来：
- 如果 lambda 代码块中包含了 return 语句，则该 lambda 表达式的返回类型由 return 语句的返回类型确定。
- 如果没有 return 语句，则类似 void f(...) 函数。
省略了参数列表，类似于无参函数 f()。

mutable 修饰符说明 lambda 表达式体内的代码可以修改被捕获的变量，并且可以访问被捕获对象的 non-const 方法。

exception 说明 lambda 表达式是否抛出异常(noexcept)，以及抛出何种异常，类似于void f() throw(X, Y)。

attribute 用来声明属性。

另外，capture 指定了在可见域范围内 lambda 表达式的代码内可见得外部变量的列表，具体解释如下：