1、Lambda概述
lambda表达式（也称为lambda函数）是在调用或作为函数参数传递的位置处定义匿名函数对象的便捷方法。通常，lambda用于封装传递给算法或异步方法的几行代码。
2、Lambda表达式定义
2.1 Lambda表达式实例
Lambda有很多叫法，由Lambda表达式、Lambda函数、匿名函数，本文为了方便表述统一用Lambda表达式进行叙述。C++标准官网展示了一个简单的Lambda表达式示例：
#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));} // end of lambda expression);
}
在上面的实例中std::sort函数第三个参数应该是传递一个排序规则的函数，但是这个实例中直接将排序函数的实现写在应该传递函数的位置，省去了定义排序函数的过程，对于这种不需要复用，且短小的函数，直接传递函数体可以增加代码的可读性。
2.2 Lambda表达式语法定义
1、捕获列表：在C++中也称为Lambda导入器，捕获列表总是出现在Lambda函数的开始处。实际上，[ ]是Lambda引出符。编译器根据该引出符判断接下来的代码是否是Lambda函数，捕获列表能够捕捉上下文中的变量以供Lambda函数使用。
2、参数列表：与普通函数的参数列表一致。如果不需要参数传递，则可以连同括号“（）”一起省略。
3、可变规格：mutable修饰符，默认情况下Lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。在使用该修饰符时，参数列表不可省略（即使参数为空）。
4、异常说明：用于Lambda表达式内部函数抛出异常。
5、返回类型：追踪返回类型形式声明函数的返回类型。我们可以在不需要返回值的时候也可以连同符号”->”一起省略。此外，在返回类型明确的情况下，也可以省略该部分，让编译器对返回类型进行推导。
6、Lambda函数体：内容与普通函数一样，不过除了可以使用参数之外，还可以使用所有捕获的变量。
2.3 Lambda表达式参数详解
2.3.1 Lambda捕获列表
Lambda表达式与普通函数最大的区别是，除了可以使用参数以外，Lambda函数还可以通过捕获列表访问一些上下文中的数据。具体地，捕捉列表描述了上下文中哪些数据可以被Lambda使用，以及使用方式（以值传递的方式或引用传递的方式）。语法上，在“[]”包括起来的是捕获列表，捕获列表由多个捕获项组成，并以逗号分隔。捕获列表有以下几种形式
（1）[]表示不捕获任何变量
auto function = ([]{std::cout << "Hello World!" << std::endl;}
);function();
（2）[var]表示值传递方式捕获变量var
int num = 100;
auto function = ([num]{std::cout << num << std::endl;}
);function();
（3）[=]表示值传递方式捕获所有父作用域的变量（包括this）
int index = 1;
int num = 100;
auto function = ([=]{std::cout << "index: "<< index << ", " << "num: "<< num << std::endl;}
);function();
（4）[&var]表示引用传递捕捉变量var
int num = 100;
auto function = ([&num]{num = 1000;std::cout << "num: " << num << std::endl;}
);function();
（5）[&]表示引用传递方式捕捉所有父作用域的变量（包括this）
int index = 1;
int num = 100;
auto function = ([&]{num = 1000;index = 2;std::cout << "index: "<< index << ", " << "num: "<< num << std::endl;}
);function();
（6）[this]表示值传递方式捕捉当前的this指针
#include <iostream>
using namespace std;class Lambda
{
public:void sayHello() {std::cout << "Hello" << std::endl;};void lambda() {auto function = [this]{ this->sayHello(); };function();}
};int main()
{Lambda demo;demo.lambda();
}
2.3.2 Lanbda参数列表
除了捕获列表之外，lambda还可以接受输入参数。参数列表是可选的，并且在大多数方面类似于函数的参数列表。
auto function = [] (int first, int second){return first + second;
};function(100, 200);
2.3.3 可变规格mutable
mutable修饰符，默认情况下Lambda函数总是一个const 函数，mutable可以取消其常量属性。在使用该修饰符时，参数列表不可省略（即使参数为空）。
#include <iostream>
using namespace std;int main()
{int m = 0;int n = 0;[&, n] (int a) mutable { m = ++n + a; }(4);cout << m << endl << n << endl;
}
2.3.4 异常说明
你可以使用throw()异常规范来指示lambda表达式不会引发任何异常。与普通函数一样，如果lambda表达式声明C4297异常规范且lambda体引发异常，Visual C++编译器将生成警告throw().
int main() // C4297 expected
{ []() throw() { throw 5; }();
}
2.3.5 返回类型
lambda表达式的返回类型会自动推导。除非你指定了返回类型，否则不必使用关键字。返回型类似于通常的方法或函数的返回型部分。但是，返回类型必须在参数列表之后，并且必须在返回类型->之前包含类型关键字。如果lambda主体仅包含一个return语句或该表达式未返回值，则可以省略Lambda表达式的return-type部分。如果lambda主体包含一个return语句，则编译器将从return表达式的类型中推断出return类型。否则，编译器将返回类型推导为void。
auto x1 = [](int i){ return i; };
2.3.6 Lambda函数体
Lambda表达式的lambda主体（标准语法中的复合语句）可以包含普通方法或函数的主体可以包含的任何内容。普通函数和lambda表达式的主体都可以访问以下类型的变量：
- 捕获变量
- 形参变量
- 局部声明的变量
- 类数据成员，当在类内声明**`this`**并被捕获时
- 具有静态存储持续时间的任何变量，例如全局变量
#include <iostream>
using namespace std;int main()
{int m = 0;int n = 0;[&, n] (int a) mutable { m = ++n + a; }(4);cout << m << endl << n << endl;
}
3 Lambda表达式的优缺点
3.1 Lambda 表达式的优点
可以直接在需要调用函数的位置定义短小精悍的函数，而不需要预先定义好函数
std::find_if(v.begin(), v.end(), [](int& item){return item > 2});
使用Lambda表达式变得更加紧凑，结构层次更加明显、代码可读性更好
3.2 Lambda表达式的缺点
Lambda表达式语法比较灵活，增加了阅读代码的难度。
对于函数复用无能为力
4 Lambda表达式适用场景
4.1 Lambda表达式应用于STL算法库
// for_each应用实例
int a[4] = {11, 2, 33, 4};
sort(a, a+4, [=](int x, int y) -> bool { return x%10 < y%10; } );
for_each(a, a+4, [=](int x) { cout << x << " ";} );
// find_if应用实例
int x = 5;
int y = 10;
deque<int> coll = { 1, 3, 19, 5, 13, 7, 11, 2, 17 };
auto pos = find_if(coll.cbegin(), coll.cend(), [=](int i) { return i > x && i < y;
});
// remove_if应用实例
std::vector<int> vec_data = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
int x = 5;
vec_data.erase(std::remove_if(vec.date.begin(), vec_data.end(), [](int i) { return n < x;}), vec_data.end());std::for_each(vec.date.begin(), vec_data.end(), [](int i) { std::cout << i << std::endl;});
4.2 短小不需要复用函数场景
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>using namespace std;int main(void)
{int data[6] = { 3, 4, 12, 2, 1, 6 };vector<int> testdata;testdata.insert(testdata.begin(), data, data + 6);// 对于比较大小的逻辑，使用lamdba不需要在重新定义一个函数sort(testdata.begin(), testdata.end(), [](int a, int b){ return a > b; });return 0;
}
4.3 Lambda表达式应用于多线程场景
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
#include <algorithm>int main()
{// vector 容器存储线程std::vector<std::thread> workers;for (int i = 0; i < 5; i++) {workers.push_back(std::thread([]() {std::cout << "thread function\n";}));}std::cout << "main thread\n";// 通过 for_each 循环每一个线程// 第三个参数赋值一个task任务// 符号'[]'会告诉编译器我们正在用一个匿名函数// lambda函数将它的参数作为线程的引用t// 然后一个一个的joinstd::for_each(workers.begin(), workers.end(), [](std::thread &t;) {t.join();});return 0;
}
4.4 Lambda表达式应用于函数指针与function
#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;int main(void)
{int x = 8, y = 9;auto add = [](int a, int b) { return a + b; };std::function<int(int, int)> Add = [=](int a, int b) { return a + b; };cout << "add: " << add(x, y) << endl;cout << "Add: " << Add(x, y) << endl;return 0;
}
