C++11 lambda表达式详解

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如下图，lambda表达式由下面几个部分构成：

这里写图片描述

C++11 的 lambda 表达式规范如下：

[ capture ] ( params ) mutable exception attribute -> ret { body } 是完整的 lambda 表达式形式
[ capture ] ( params ) -> ret { body } 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
[ capture ] ( params ) { body } 省略了返回值类型的 lambda 表达式，返回类型由 return 语句的返回类型确定；若无return语句，则类似void
[ capture ] { body } 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：

[a,&b] a变量以值的方式呗捕获，b以引用的方式被捕获。
[this] 以值的方式捕获 this 指针。
[&] 以引用的方式捕获所有的外部自动变量（包括this）。
[=] 以值的方式捕获所有的外部自动变量（包括this）。
[] 不捕获外部的任何变量。

下面放些例子，更好的理解lambda表达式

int a = 1;
int b = 2;
 
auto func = [=, &b](int c)->int {return b += a + c;};

关于capture 中值[=]和引用[&]的区别

下面是其它人博客中看到一些容易出错的lambda的用法：

#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; // 11
    cout<<"by_ref_lambda: "<<by_ref_lambda()<<endl; // 11
                           
    ++j;                   
    cout<<"by_val_lambda: "<<by_val_lambda()<<endl; // 11
    cout<<"by_ref_lambda: "<<by_ref_lambda()<<endl; // 12
                           
    return 0;              
}

第三个输出为什么不是12呢？

在by_val_lambda中，j被视为一个常量，一旦初始化后不会再改变（可以认为之后只是一个跟父作用域中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函数的时候，如果需要捕捉的值成为Lambda函数的常量，我们通常会使用按值传递的方式捕捉；

相反的，如果需要捕捉的值成成为Lambda函数运行时的变量，则应该采用按引用方式进行捕捉。

关于 mutable 的深度理解

默认情况下，Lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。按照规定，一个const的成员函数是不能在函数体内修改非静态成员变量的值

#include<iostream>                  
using namespace std;                
                                    
int main()                          
{                                   
    int val = 0;  
    // 对于const的成员函数，修改非静态的成员变量，所以就出错了                                  
    // auto const_val_lambda = [=](){ val = 3; }; wrong!!!
    
    auto mutable_val_lambda = [=]() mutable{ val = 3; };
    mutable_val_lambda();           
    cout<<val<<endl; // 0
                   
    // 而对于引用的传递方式，并不会改变引用本身，而只会改变引用的值，因此就不会报错了                 
    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;      
}

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