0.前言
Lambda表達式（也叫lambda函數，或簡稱lambda），是從C++ 11開始引入並不斷完善的，是能夠捕獲作用域中變量的匿名函數對象。因爲C++是不能嵌套定義函數的，所以lambda就成了我們構造閉包的主要手段，不過在對象的生命週期上還是有點不同。本文主要展示lambda的基本使用（一些我不常用或者新標準如C++20就先不做筆記了，以在線文檔爲準）。
目錄
1.認識 Lambda
lambda的基本語法如下：
當定義一個lambda時，編譯器生成一個與lambda對應的新的（未命名的）類類型。下面對重要的組成部分進行說明：
1.1.捕獲列表 [ ]
捕獲列表是零或多個捕獲符的逗號分隔符列表，可選地以默認捕獲符開始（僅有的默認捕獲符是 & 和 = ）。默認情況下，從lambda生成的類都包含一個對應該lambda所捕獲變量的數據成員。類似任何普通類地數據成員，lambda的數據成員也在lambda對象創建時被初始化。類似參數傳遞，變量的捕獲方式也可以是值或引用。
值捕獲：
void func()
{
int i = 100;//局部變量
//將i拷貝到明位f的可調用對象
auto f = [i] { return i; };
i = 0;
int j = f(); //j=100,因爲i是創建時拷貝的
}
引用捕獲：
void func()
{
int i = 100;//局部變量
//對象f包含i的引用
auto f = [&i] { return i; };
i = 0;
int j = f(); //j=0,傳遞的是引用
}
除了自己列出捕獲列表的變量，還可以讓編譯器根據lambda中代碼來推斷我們要使用哪些變量（隱式捕獲），用過使用&或=指示編譯器推斷捕獲列表。&則採用引用捕獲的方式，=則採用值捕獲的方式。混合使用隱式捕獲和顯示捕獲，則兩者須使用不同的方式，一個爲引用捕獲，一個爲值捕獲。
lambda捕獲列表：
- [ ]。空捕獲列表，lambda不能使用所在函數中的變量。
- [=]。函數體內可以使用Lambda所在作用範圍內所有可見的局部變量（包括Lambda所在類的this），並且是值傳遞方式（相當於編譯器自動爲我們按值傳遞了所有局部變量）。
- [&]。函數體內可以使用Lambda所在作用範圍內所有可見的局部變量（包括Lambda所在類的this），並且是引用傳遞方式（相當於編譯器自動爲我們按引用傳遞了所有局部變量）。
- [this]。函數體內可以使用Lambda所在類中的成員變量。
- [a]。將a按值進行傳遞。按值進行傳遞時，函數體內不能修改傳遞進來的a的拷貝，因爲默認情況下函數是const的。要修改傳遞進來的a的拷貝，可以添加mutable修飾符。
- [&a]。將a按引用進行傳遞。
- [=，&a, &b]。除a和b按引用進行傳遞外，其他參數都按值進行傳遞。
- [&, a, b]。除a和b按值進行傳遞外，其他參數都按引用進行傳遞。
懸垂引用：
若以引用隱式或顯式捕獲非引用實體，而在該實體的生存期結束之後調用lambda對象的函數調用運算符，則發生未定義行爲。C++ 的閉包並不延長被捕獲的引用的生存期。這同樣適用於被捕獲的this指針所指向的對象的生存期。
1.2.形參列表 ( )
lambda形參列表和一般的函數形參列表類似，但不允許默認實參(C++14 前)。當以 auto 爲形參類型時，該 lambda 爲泛型 lambda(C++14 起)。與一個普通函數調用類似，調用一個lambda時給定的實參被用來初始化lambda的形參。
//代碼在VS2019中測試
void func()
{
int i = 1, j = 2;
auto f = [](int a,int &b) {
a = 10;
b = 20;
//輸出：10 20
std::cout << a << " " << b << std::endl;
};
f(i,j);
//輸出：1 20
std::cout << i << " " << j << std::endl;
}
//代碼在VS2019中測試
void func()
{
auto f = [](auto a,int b=10) {
std::cout << a << " " << b << std::endl;
};
f(1.5, 2);
f(true);
}
1.3.說明符
允許以下說明符：
- mutable：允許 函數體 修改各個複製捕獲的對象，以及調用其非 const 成員函數；
- constexpr：顯式指定函數調用運算符爲 constexpr 函數。此說明符不存在時，若函數調用運算符恰好滿足針對 constexpr 函數的所有要求，則它也會是 constexpr； (C++17 起)
- consteval：指定函數調用運算符爲立即函數。不能同時使用 consteval 和 constexpr。(C++20 起)
默認情況下，對於一個值被拷貝的變量，lambda不會改變其值。假如我們希望能改變一個被捕獲的變量的值，就必須在參數列表後面加上關鍵字mutable。而一個引用捕獲的變量則不受此限制。
//代碼在VS2019中測試
void func()
{
int i = 10, j = 10;
//加上mutable纔可以在lambda函數中改變捕獲的變量值
auto f = [i, &j]() mutable {
i = 100, j = 100;
};
i = 0, j = 0;
f();
//輸出:0 100
std::cout << i << " " << j << std::endl;
}
1.4.返回類型 ->
當我們需要爲一個lambda定義返回類型時，需要使用尾置返回類型。返回類型若缺省，則根據函數體中的 return 語句進行推斷（如果有多條return語句，需要保證類型一直，否則編譯器無法自動推斷）。默認情況下，如果一個lambda函數體不包含return語句，則編譯器假定返回void。
void func()
{
auto f = []() ->double {
if (1 > 2)
return 1;
else
return 2.0;
};
std::cout << f() << std::endl;
}
如果不顯示指定返回類型，則int和double兩種返回類型會導致推斷衝突。
1.5.函數體 { }
略，同普通函數的函數體。
2.基本使用
參照在線文檔中的示例，此示例演示如何傳遞 lambda 給泛型算法，以及 lambda 表達式所產生的對象能如何存儲於 std::function 對象。（已在VS2019中測試）
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <functional>
int main()
{
std::vector<int> c = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
int x = 5;
c.erase(std::remove_if(c.begin(), c.end(), [x](int n) { return n < x; }), c.end());
std::cout << "c: ";
std::for_each(c.begin(), c.end(), [](int i) { std::cout << i << ' '; });
std::cout << '\n';
// 閉包的類型不能被指名，但可用 auto 提及
// C++14 起，lambda 能擁有自身的默認實參
auto func1 = [](int i = 6) { return i + 4; };
std::cout << "func1: " << func1() << '\n';
// 與所有可調用對象相同，閉包能可以被捕獲到 std::function 之中
// （這可能帶來不必要的開銷）
std::function<int(int)> func2 = [](int i) { return i + 4; };
std::cout << "func2: " << func2(6) << '\n';
system("pause");
return 0;
}
輸出：
3.參考
參考書籍：《C++ Primer》中文第五版
在線文檔：https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/lambda
參考博客排版：https://www.cnblogs.com/jimodetiantang/p/9016826.html