Petty C++ - lambda

lambda 表达式在 C++11 之后的版本中是一种定义匿名函数的简洁语法。在一些长环境下，例如 STL 算法和异步操作，使用 lambda 作为回调函数非常自然和方便，并且 lambda 和 C++ 的函数式编程特性非常契合。

基本语法#

一个完整的 lambda 表达式语法如下：

[caputreList](paramList) mutable throw() -> returnType {
  // do something..
}

lambda 以一个中括号的捕获列表开始，捕获列表用来定义哪些外部变量可以被 lambda 表达式使用，以及如何使用（传值，引用）。

捕获列表可以为空，表示 lambda 不使用闭包之外的变量，但中括号不可省略。

无论是传值还是引用方式，都可以使用默认的捕获方式，在默认捕获方式下，编译器会自动分析 lambda 需要捕获哪些外部变量。默认传值捕获方式和默认的引用捕获方式可以混用，具体用法如下：

[=] // 默认传值捕获
[&] // 默认引用捕获
[&, factor] // 除factor传值捕获外，其他变量使用引用捕获。
[=. factor] // 除factor引用捕获外，其他变量使用传值捕获。

捕获列表不允许重复声明，这种重复包括捕获方式重复和变量重复：

[&, &factor] // 错误， & 已经声明了默认的捕获方式. &factor 重复
[=, factor] // 同上
[factor, factor] // 错误，变量重复

自动捕获提供了更方便的捕获机制，但是可能会导致无意间捕获不需要的变量，可能会到之前在的内存使用增加或引入性能问题。

传值还是引用捕获的选择一般需要通过特定的场景来选择，一般来说，传值还是引用的捕获方式选择和正常函数传参方式的规则差不多。

捕获列表同样可以使用可变参数模板：

[arg...]

在类成员函数体中使用 lambda 表达式时，需要把this指针显式捕获，以提供对类成员函数和数据的访问权限。

[this, filter]

C++14 中引入了一种新的默认捕获方式，可以在捕获字句中引入并初始化新的变量，而无需把这些变量放在闭包内，这对于一些需要考虑作用域和声明周期的变量非常有用：

auto p = make_uniqure<T>(factor);

auto _lambda = [ptr = move(p)]{}

lambda 的参数列表行为等大多数方面类似于标准函数的参数列表。

捕获列表和参数列表在某种意义上都可以用来给闭包提供变量，但捕获列表适用于哪些在定义 lambda 时就已知且在后续调用中不会改变的变量。

捕获列表适用于在整个 lambda 的声明周期中保持不变的变量，参数列表适用于在每次调用 lambda 时都不同的变量。

std::vector<int> num = {1,2,3,4};
int fixedValue = 10;

std::for_each(num.begin(). num.end(), [fixedValue](int &x){x += fixedValue;});

在参数列表中，如果参数类型是泛型的，则使用 auto 告知编译器创建模板：

[](auto factor)

一般地，lambda 的函数调用时 const-by-value 的，但是加入 mutable 规范后，闭包可以修改值捕获的变量:

throw()用来指示 lambda 抛出异常，可以省略，也可以使用 noexcept 指示不抛出异常:

[]() noexcpet {}
[]() throw() {}
[]() {}

在 lambda 中返回类型指示可以省略，由编译器自动推断，但也有例外：

// C++11以及以前，某些编译器
[](int i){
  if (i < 0){
    return i;
  }
  else{
    return -i;
  }
} // 错误，推断类型为void

这是由于闭包的operator()推断规则：

如果主体只包含 return 一个表达式，返回类型为表达式类型，否则返回类型为 void。（C++ 14 之前）。

基本行为和一般函数一致。