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🌼🌼前言：从C++98以来，C++11无疑是一个相当成功的版本更新。它引入了许多重要的语言特性和标准库增强，为C++编程带来了重大的改进和便利。C++11的发布标志着C++语言的现代化和进步，为程序员提供了更多工具和选项来编写高效、可维护和现代的代码。
在C++11中-lambda是一个便利的改进。
1.labmda的表达式
1.1.仿函数的使用
在C++98中，如果想要对一个数据集合中的元素进行排序，可以使用std::sort方法
struct Goods
{
string _name;
double _price;
int _evaluate;
Goods(const char* str, double price, int evaluate)
:_name(str)
,_price(price)
,_evaluate(evaluate)
{}
};
struct ComparePriceLess
{
bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr)
{
return gl._price < gr._price;
}
};
struct ComparePriceGreater
{
bool operator()(const Goods& gl, const Goods& gr)
{
return gl._price > gr._price;
}
};
int main()
{
vector<Goods> v = { { "苹果", 2.1, 5 }, { "香蕉", 3, 4 }, { "橙子", 2.2,
3 }, { "菠萝", 1.5, 4 } };
sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceLess());
sort(v.begin(), v.end(), ComparePriceGreater());
}
随着C++语法的发展，人们开始觉得上面的写法太复杂了，每次为了实现一个algorithm算法，都要重新去写一个类，如果每次比较的逻辑不一样，还要去实现多个类，特别是相同类的命名，这些都给编程者带来了极大的不便。因此，在C++11语法中出现了Lambda表达式。
一句话：就是仿函数写起来太麻烦了，推出了一种简单的方式😊
1.2lambda表达式的书写
lambda 表达式 分为以下几部分：
[ ]捕捉列表( )参数列表mutable关键字->returntype返回值类型{ }函数体
[ ]( ) mutable ->returntype { }//整体类型
lambda表达式各部分说明
[capture-list] //[ ]: 捕捉列表，该列表总是出现在lambda函数的开始位置，编译器根据[]来
判断接下来的代码是否为lambda函数，捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供lambda
函数使用。
(parameters)：参数列表。与普通函数的参数列表一致，如果不需要参数传递，则可以
连同()一起省略.
mutable：默认情况下，lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。使用该修饰符时，参数列表不可省略(即使参数为空)。
->returntype：返回值类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回值类型，没有返回
值时此部分可省略。返回值类型明确情况下，也可省略，由编译器对返回类型进行推导。
{statement}：函数体。在该函数体内，除了可以使用其参数外，还可以使用所有捕获到的变量。
注意：
在lambda函数定义中，参数列表和返回值类型都是可选部分，而捕捉列表和函数体可以为空。因此C++11中最简单的lambda函数为：[]{}; 该lambda函数不能做任何事情。
lambda可以理解为一个无名函数，该函数无法直接被调用，如果想要直接调用，可借助auto将其将它取个名字，用法和普通函数一样。
int main()
{
//lambda
auto add1 = [](int a, int b)->int {return a + b; };
//返回值 可以省略 ->也不用带了
auto add2 = [](int a, int b) {return a + b; };
//没有参数，参数列表可以省略
auto func1 = [] {cout << "hello world" << endl; };
//调用lambda匿名函数
cout << add1(1, 2) << endl;
func1();
return 0;
}
1.3 lambda的捕获列表
捕获列表说明
捕捉列表描述了上下文中那些数据可以被lambda使用，以及使用的方式传值还是传引用。
[var]：表示值传递方式捕捉变量var
[=]：表示值传递方式捕获所有父作用域中的变量(包括this)
[&var]：表示引用传递捕捉变量var
[&]：表示引用传递捕捉所有父作用域中的变量(包括this)
[this]：表示值传递方式捕捉当前的this指针注意：
a. 父作用域指包含lambda函数的语句块
b. 语法上捕捉列表可由多个捕捉项组成，并以逗号分割。
比如：
[=, &a, &b]：以引用传递的方式捕捉变量a和b，值传递方式捕捉其他所有变量
[&，a, this]：值传递方式捕捉变量a和this，引用方式捕捉其他变量
c. 捕捉列表不允许变量重复传递，否则就会导致编译错误。
比如：
[=, a]：=已经以值传递方式捕捉了所有变量，捕捉a重复
d. 在块作用域以外的lambda函数捕捉列表必须为空。
e. 在块作用域中的lambda函数仅能捕捉父作用域中局部变量，捕捉任何非此作用域或者非局部变量都会导致编译报错。
f. lambda表达式之间不能相互赋值，即使看起来类型相同
int main()
{
// 最简单的lambda表达式, 该lambda表达式没有任何意义
[]{};
// 省略参数列表和返回值类型，返回值类型由编译器推导为int
int a = 3, b = 4;
[=]{return a + 3; };
// 省略了返回值类型，无返回值类型
//用引用的方式访问父类全部变量
auto fun1 = [&](int c){b = a + c; };
fun1(10)
cout<<a<<" "<<b<<endl;
// 各部分都很完善的lambda函数
//只有b采用引用的方式传入，其他的变量均传值
auto fun2 = [=, &b](int c)->int{return b += a+ c; };
cout<<fun2(10)<<endl;
// 复制捕捉x
int x = 10;
//lambda里面的x是+const属性拷贝
auto add_x = [x](int a) { x *= 2; return a + x; };//报错
//取消const属性的关键字 mutable
//auto add_x = [x](int a) mutable { x *= 2; return a + x; };
cout << add_x(10) << endl;
return 0;
}
下面进一步介绍传递方式的不同。
1.3.1传值捕捉
第一种:捕获a，b对象给lambda，但是不可以修改捕获对象，因为这里捕获a，b对象是对外面域a，b对象的拷贝，临时变量具有长效性。
int main()
{
int a = 10, b = 20;
cout << "a: " << a << " " << "b: " << b << endl;
auto swap = [a, b]()
{
int tmp = a;
a = b;
b = tmp;
};
swap();
cout << "a: " << a << " " << "b: " << b << endl;
return 0;
}
1.3.2mutable可以修改拷贝对象
mutable可以修改传值捕捉对象，因为这里捕获a，b对象是对外面域a，b对象的拷贝，虽然修改也不改变外面的a b。
int main()
{
int a = 10, b = 20;
cout << "a: " << a << " " << "b: " << b << endl;
auto swap = [a, b]() mutable
{
int tmp = a;
a = b;
b = tmp;
};
swap();
cout << "a: " << a << " " << "b: " << b << endl;
return 0;
}
1.3.3 引用捕获
😊引用捕获就可以改变父类变量的值了
int main()
{
int a = 10, b = 20;
cout << "a: " << a << " " << "b: " << b << endl;
auto swap = [&a,&b]()
{
int tmp = a;
a = b;
b = tmp;
};
swap();
cout << "a: " << a << " " << "b: " << b << endl;
return 0;
}
1.3.4混合捕捉
auto func3 = [&, d, e]()
{
a++;
b++;
c++;
d++;
e++;
};
func3();
cout << a << b << c << d << e << endl;
1.4 函数对象与lambda表达式
函数对象，又称为仿函数，即可以想函数一样使用的对象，就是在类中重载了operator()运算符的类对象。
class Rate
{
public:
Rate(double rate) : _rate(rate)
{}
double operator()(double money, int year)
{
return money * _rate * year;
}
private:
double _rate;
};
int main()
{
// 函数对象
double rate = 0.49;
Rate r1(rate);
r1(10000, 2);
// lamber
auto r2 = [=](double monty, int year)->double {return monty * rate * year;
};
r2(10000, 2);
return 0;
}
从使用方式上来看，函数对象与lambda表达式完全一样。
函数对象将rate作为其成员变量，在定义对象时给出初始值即可，lambda表达式通过捕获列表可以直接将该变量捕获到。
实际在底层编译器对于lambda表达式的处理方式，完全就是按照函数对象的方式处理的，即：如果定义了一个lambda表达式，编译器会自动生成一个类，在该类中重载了operator()。
1.5 lambda和仿函数的比较
| 定义方式 | 直接在代码中定义一个匿名函数 | 需要定义一个类，并重载 operator() |
| 语法简洁性 | 非常简洁，适合在局部使用 | 较为冗长，需要额外定义类 |
| 捕获外部变量 | 支持捕获外部变量（按值或按引用） | 需要通过构造函数传递变量并将其存储为成员 |
| 使用场景 | 适用于局部的简短功能，回调和算法中 | 适用于需要存储状态或更复杂逻辑的情况 |
| 灵活性 | 灵活，但无法像类那样拥有复杂的成员函数和状态 | 高度灵活，可以拥有多个成员函数、状态和构造函数 |
| 性能 | 一般情况下与仿函数相似，编译器可以优化 | 相似，但可以手动优化，尤其对于复杂场景 |
| 构造和销毁 | 在每次调用时生成新的实例 | 可以在创建时传递参数并持久化对象 |
| 示例 | auto add = [](int x, int y) { return x + y; }; | struct Add { int operator()(int x, int y) { return x + y; } }; |
Lambda 表达式：
更简洁且易于使用。
适合局部、临时的功能，比如在算法中作为回调或传递给标准库的函数。
具有强大的捕获外部变量的能力。
仿函数（函数对象）：
更灵活，可以定义更复杂的类和成员函数。
适用于需要存储状态、具有多个成员函数或复杂行为的场景。
在某些复杂情况下可以进行更多的优化或控制