Lambda表达式

芊千涵蕴 發表於 2026-3-17 16:24:00

<h2 id="用法">用法</h2>
C++11加入了Lambda表达式，这是现代编程语言的一个特点，lambda表达式的优点：
<ul>
<li>声明式的编程风格：就地匿名定义目标函数或者函数对象，不需要额外写一个声明函数或者函数对象。类似匿名内部类。</li>
<li>简洁：避免了代码膨胀和功能分散，让开发更加高效。</li>
<li>在需要的时间和地点实现功能闭包，是程序更加灵活。</li>
</ul>
lambda表达式定义了一个匿名函数，并且可以捕获一定范围内的变量。
语法形式：
<pre><code class="language-c++">(params)opt->ret{body;};
</code></pre>
其中capture是捕获列表，params是参数列表，opt是函数选项，ret是返回值类型，body是函数体；下面逐个详细介绍。
<ul>
<li>
捕获列表capture：捕获一定范围内的变量，具体使用方式
[]：不捕获任何变量。
[&]：捕获外部作用域中所有变量，并作为引用在函数体内使用（按引用捕获）
[=]：捕获外部作用域中所有变量，并作为副本在函数体内使用（按值捕获），拷贝的副本在匿名函数体内部是只读的。如果想要修改需要添加函数选项mutable。
<pre><code class="language-c++">#include <iostream>
using namespace std;

void func(int x, int y) {
int a = 7;
int b = 9;
[=, &x](int z) mutable {
int c = a;
int d = x;
b++;
cout << "bb: " <</pre>
如果没有mutable变量b++就会报错。且这里是按值捕获所以这里在lambda里面的修改不会影响到外部变量。
[=,&foo]：按值捕获外部作用域中所有变量，并按照引用捕获外部变量foo。
：按值捕获bar变量，同时不捕获其他变量。
[&bar]：按引用捕获bar变量，同时不捕获其他变量。
：捕获当前类中的this指针。让lambda表达式拥有和当前类成员函数同样的访问权限。如果已经使用了&或者=，默认添加此选项。
<pre><code class="language-c++">#include <iostream>
using namespace std;

class Test {
public:
void output(int x, int y) {
auto x1 = [] {return m_number; }; //error
auto x2 = [=] {return m_number + x + y; }; //ok
auto x3 = [&] {return m_number + x + y; }; //ok
auto x4 = {return m_number; }; //ok
auto x5 = {return m_number + x + y; }; //error
auto x6 = {return m_number + x + y; };//ok
auto x7 = {return m_number++; }; //ok
}
int m_number = 100;
};
</code></pre>
x1：错误，没有捕获外部变量，不能使用类成员 m_number 
x2：正确，以值拷贝的方式捕获所有外部变量 
x3：正确，以引用的方式捕获所有外部变量 
x4：正确，捕获this指针，可访问对象内部成员 
x5：错误，捕获this指针，可访问类内部成员，没有捕获到变量x，y，因此不能访问。 
x6：正确，捕获this指针，x，y 
x7：正确，捕获this指针，并且可以修改对象内部变量的值
</li>
<li>
参数列表params：和普通函数的参数列表一样，如果没有参数参数列表可以省略不写。
<pre><code class="language-c++">auto f = [](){return 1;}//没有参数，参数列表为空
auto f = []{return 1;} //没有参数，参数列表省略不写。
</code></pre>
</li>
<li>
函数选项opt：
有两个类型 mutable 和 exception 两种，不需要可以省略。
mutable：可以修改按值传递进来的拷贝（注意是能修改拷贝，而不是值本身）。
exception：指定函数抛出的异常，如抛出整数类型的异常，可以使用<code>throw()</code>；
</li>
<li>
返回值类型：在C++11中，lambda表达式的返回值是通过返回值后置语法来定义的。
很多时候，lambda表达式的返回值是非常明显的，因此在c++11中允许省略lambda表达式的返回。
<pre><code class="language-c++">//完整的lambda表达式定义
auto f = [](int a) -> int{
return a+10;
};

//忽略返回值的lambda表达式定义
auto f = [](int a) {
return a+10;
};
</code></pre>
一般情况下，不指定lambda表达式的返回值，编译器会根据return语句自动推导返回值的类型，但需要注意的是初始化列表不能用于返回值的自动推导。
<pre><code class="language-c++">//可以自动推导出返回值类型
auto f = [](int i){
return i;
}

//不能推导出返回值类型
auto f1 = [](){
return {1, 2};//基于列表初始化推导返回值，error。
}
</code></pre>
因为通过初始化列表可以初始化的类型很多，比如初始化一个数组int[]，初始化一个结构体等很多，所以不能确定初始化的类型，因此需要把初始化的类型写出来。
</li>
<li>
函数体：函数的实现，这部分不能省略，但函数体可以为空。
</li>
</ul>
<h2 id="lambda本质">lambda本质</h2>
lambda可以看作是一种可调用对象。
C++中的可调用对象有四种：(1)函数指针、(2)仿函数、(3)可以转换为函数指针的函数对象、(4)类里面的成员函数以及类里面的成员变量。
在c++中lambda可以被看做是一个仿函数。operator()的类。
按照c++标准，lambda表达式的operator()默认是const的，一个const成员函数是无法修改成员变量值的。
mutable选项的作用就是在于取消operator()的const属性。
因为lambda表达式在c++中会被看作是一个仿函数，因此可以使用<code>std::function</code>（可调用函数包装器）进行包装称为函数指针，或者用<code>std::bind</code>绑定称为仿函数；但是如果没有捕获列表可以直接当一个函数指针看待。
<pre><code class="language-c++">#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

void func(int x, int y) {
int a;
int b;
using ptr = void(*)(int); //定义一个函数指针。
ptr p1 = [](int x) {
cout << "x:" << x << endl;
};
p1(11);

function<void(int)> fff = [=](int x) { //function<返回值类型(参数类型)>
cout << "x:" << x << endl;
};
fff(11);

function<void(int)> ffu = bind([=](int x) { //也可以用auto进行推导类型，用auto推导的类型和function<void(int)>不是一个类型。因为auto推导的是仿函数类型，function<void(int)>是包装器对象类型。但是包装器类型可以包装auto推导出的类型
cout << "x: " << x << endl;
},placeholders::_1); //placeholders::_1是一个占位符
ffu(11);

}

int main() {
system("pause");
return 0;
}
</code></pre> 
来源：https://www.cnblogs.com/ggkx/p/19730227

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