C++11 lambda表达式 详解

如下图，lambda表达式由下面几个部分构成：



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;
}