本文將詳解Lambda函數從定義到學習和使用，涉及一些不為人知的事情，如LIFE-立即調用的函數表達式，Lambda的類型。相信你已經起了興趣，那就開始閱讀吧。
作者 | Vishal Chovatiya
譯者 | 蘇本如，責編 | maozz
出品 | CSDN（ID：CSDNnews）
Lambda函數是C++ 11中引入的現代C++的一個直觀概念，因此在互聯網上可以找到大量的關於Lambda函數的文章。但是仍然有一些不為人知的事情（如LIFE-立即調用的函數表達式，Lambda的類型等等）鮮有人談論。因此，在這篇文章裡，我不僅要向你展示C++中的Lambda函數，同時還要介紹它的內部工作機制，以及Lambda函數的其他方方面面。
這篇文章的標題有點誤導人。因為Lambda並不總是轉化為函數指針。實際上它是一個表達式（確切地說是唯一的閉包）。為了簡單起見，在這篇文章中，我會一直互換使用Lambda函數和Lambda表達式。
什麼是Lambda函數？
Lambda函數是簡短的代碼片段，它：
不值得命名（匿名的、未被命名的、一次性的，等等，無論你怎麼稱呼它），
也不能重複使用。
換句話說，它只是一種糖衣語法（syntactic sugar）。Lambda函數的語法定義如下：
[ capture list ] (parameters) -> return-type
{ method definition
}
編譯器通常會計算Lambda函數本身的返回類型。因此，我們不需要顯式地給它指定一個尾置返回類型，如-> return-type。
但在一些複雜的情況下，編譯器無法推斷返回類型，這時候我們就需要給它指定一個返回類型。
為什麼我們要使用Lambda函數？
C++包含許多有用的通用函數，如std::for_each，它們可以很方便。不幸的是，它們的使用有時也很麻煩，特別是如果你想應用的函子是特定函數的唯一函子的話。以下面的代碼為例：
struct print
{
void operator(int element)
{
cout << element << endl;
}
};
int main(void)
{
std::vector
v = {1, 2, 3, 4, 5}; std::for_each(v.begin, v.end, print);
return 0;
}
如果你只是在特定的地方使用一次print，那麼僅僅為了做一些瑣碎的和一次性的事情而編寫一個完整的類，就顯得有些過猶不及了。
對於上面的這種情形，使用內聯代碼會更合適，這可以通過Lambda函數來實現，如下所示：
std:for_each(v.begin, v.end, (int element) { cout << element << endl; });
Lambda函數內部是如何工作的？
[&i] { std::cout << i; }
// is equivalent to
struct anonymous
{
int &m_i;
anonymous(int &i) : m_i(i) {}
inline auto operator const
{
std::cout << i;
}
};
編譯器為每個Lambda函數生成如上所述的唯一閉包。注意，這是Lambda函數的核心所在。
捕獲列表將成為閉包中的構造函數的參數，如果將參數按值捕獲，那麼相應類型的數據成員將在閉包中創建。
此外，可以在Lambda函數的參數中聲明變量/對象，它們將成為調用operator函數的參數。
使用Lambda函數的好處
零成本抽象。對！你沒有看錯。Lambda函數不會降低性能，它的性能和普通的函數一樣好。
此外，Lambda函數使代碼變得更加緊湊、更加結構化和更富有表現力。
學習Lambda表達式
按引用/值來捕獲，代碼如下：
int main
{
int x = 100, y = 200;
auto print = [&] { // Capturing object by reference
std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << " : " << x << " , " << y << std::endl;
};
print;
return 0;
}
上面代碼的輸出如下：
main::<lambda> : 100 , 200/<lambda>
在上面的例子中，我在捕獲列表中對“&”符號作了註釋。它表示按引用來捕獲變量x和y。類似地，“=”符號表示按值捕獲，它將在閉包中創建相同類型的數據成員，並且將執行copy-assignment操作。
請注意，參數列表是可選的，如果你不向Lambda表達式傳遞任何參數，則可以省略空括號。
Lambda函數的捕獲列表
下表顯示了捕獲列表中不同用法的含義：
將Lambda函數作為參數傳遞，代碼如下：
template <typename>
void f(Functor functor)
{
std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
}
/* Or alternatively you can use this
void f(std::function
functor) {
std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
}
*/
int g { static int i = 0; return i++; }
int main
{
auto Lambda_func = [i = 0] mutable { return i++; };
f(Lambda_func); // Pass Lambda
f(g); // Pass function
}
上面代碼的輸出如下:
Function Type : void f(Functor) [with Functor = main()::<lambda>]/<lambda>
Function Type : void f(Functor) [with Functor = int (*)(int)]
你還可以將Lambda函數作為參數傳遞給其他函數，就像我在上面編寫的普通函數一樣。
如果你注意到了，這裡我在捕獲列表中聲明瞭變量i，它將成為數據成員。因此，每次調用Lambda_func時，它都將返回並遞增。
捕獲Lambda函數中的成員變量或this指針，代碼如下：
class Example
{
public:
Example : m_var(10) {}
void func
{
[=] { std::cout << m_var << std::endl; }; // IIFE
}
private:
int m_var;
};
int main
{
Example e;
e.func;
}
也可以使用[this], [=] 或者 [&]來捕獲This指針。在任何這些情況下，類中的數據成員（包括private類型的數據成員）都可以像在普通方法中那樣被訪問。
如果你看到Lambda表達式行，我在Lambda函數聲明的末尾使用了額外的 ，這個額外的 用來表示在聲明之後立即調用它，它被稱為IIFE（立即調用的函數表達式）。
C++的Lambda函數類型
泛型Lambda，代碼如下：
const auto l = (auto a, auto b, auto c) {};
// is equivalent to
struct anonymous
{
template <class>
auto operator(T0 a, T1 b, T2 c) const
{
}
};
在C++ 14中引入的泛型Lambda，它可以使用auto標識符捕獲參數。
可變泛型Lambda，代碼如下：
void print {}
template <typename>
void print(const First &first, Rest &&... args)
{
std::cout << first << std::endl;
print(args...);
}
int main
{
auto variadic_generic_Lambda = (auto... param) {
print(param...);
};
variadic_generic_Lambda(1, "lol", 1.1);
}
帶可變參數包的Lambda在許多情況下都很有用，如代碼調試、不同數據輸入的重複操作等。
可變（Mutable）Lambda函數
通常，Lambda函數的call-operator（調用運算符）隱式為const-by-value（常量，按值捕獲），這意味著它是不可變的。如果要按值捕獲任何內容，需要在Lambda函數體前使用mutable關鍵字。代碼如下所示：
mutable {}
// is equivalent to
struct anonymous
{
auto operator // call operator
{
}
};
我們已經在上面看到了上述情況的一個例子。希望你注意到了。
Lambda作為函數指針，代碼如下：
#include <iostream>
#include <type>
int main
{
auto funcPtr = + {};
static_assert(std::is_same<decltype>::value);/<decltype>
}
你可以強制編譯器生成Lambda作為函數指針，而不是像上面那樣在它前面添加+來使之成為閉包。
高階函數：Lambda可以作為參數和返回值，代碼如下：
const auto less_than = (auto x) {
return [x](auto y) {
return y < x;
};
};
int main(void)
{
auto less_than_five = less_than(5);
std::cout << less_than_five(3) << std::endl;
std::cout << less_than_five(10) << std::endl;
return 0;
}
再進一步，Lambda函數還可以返回另一個Lambda函數。這將為代碼的定製、代碼表示性和緊湊性（順便說一句，沒有這樣的詞）打開無限可能的大門。
constexpr Lambda表達式
從C++ 17開始，Lambda表達式可以被聲明為constexpr（常量表達式）。
constexpr auto sum = (const auto &a, const auto &b) { return a + b; };
/*
is equivalent to
constexpr struct anonymous
{
template <class>
constexpr auto operator(T1 a, T2 b) const
{
return a + b;
}
};
*/
constexpr int answer = sum(10, 10);
即使你沒有指定constexpr關鍵字，如果函數調用運算符恰好滿足所有constexpr函數的要求，那麼它也將是constexpr。
結束語
希望你喜歡這篇文章。我試著用幾個簡單的小例子來涵蓋使用Lambda的大多數複雜情況。考慮到代碼的表達性和易維護性，你應該在滿足Lambda使用條件的所有地方都優先使用它，就像你可以將其和大多數STL算法一起用於智能指針的自定義刪除器中一樣。
原文：https://hackernoon.com/all-about-Lambda-functions-in-cfrom-c11-to-c17-2t1j32qw
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