Modern C++ - Lambda

lambda是一個閉合體，其本身是一種特殊的物件。
具有無名，變數捕獲等特徵的函式體。

爲什麼需要Lambda？

在以前，如果要傳遞函式作爲參數調用，你需要定義一個函式，並使用函式指標指向函式的位址。

類似：

auto exec(void(*func_ptr)(int), int x){
    return (*func_ptr)(x);
};
void func(int){}

void(*func_ptr)(int) = &func;

auto result = exec(func_ptr, 1);

這不夠優雅，也不方便。

而有了Lambda，你可以簡化程式碼：

auto exec(std::function<void(int)> func, int x){
    return func(x);
}
auto lambda_func = [](int){};

auto result = exec(lambda_func,1);

並且可以在調用者無需提供（額外）型參的情況下，捕獲變數以在內部使用：

int x;
auto func = [x](){
    return x*x;
};

auto i = func(); //調用者無需提供型參

否則，將要求永遠提供額外型參，這非常醜陋（如果你使用過純C程式庫會理解）。

有了Lambda，無論靈活性或是簡化程式碼等方面都大大增加。

語法

lambda有幾種語法，基礎和最常見的語法是這樣：

[] () {}
- [捕獲列表]
- (型參列表)
- {函式體}

還有：

[] {}
- 省去型參列表（即不需要參數）
[] () -> returnType {}
- -> 後置返回類型語法，在Lambda要指定返回類型，只能使用它
[] <> () {}
- <模板> 就和函式模板一樣

等等。
當然，它還支援大多普通函式可使用的修飾符，諸如：
const ， constexpr ， static ， noexcept....
同樣都需要後置聲明（在型參列表後）

捕獲列表

在[捕獲列表]中，你可以獨立捕獲或者指定捕獲模式：

捕獲模式：

[ = ]
- 拷貝捕獲，當前上下文中的對象將拷貝一份到Lambda中
- 其將延長捕獲的變數生命週期至Lambda的生命週期
裸指標仍需注意淺拷貝問題
[ & ]
- 引用捕獲，顧名思義，以引用模式捕獲上下文中的變數
- 其不會改變變數的生命週期，並對源對象修改
需要注意懸垂引用，特別是Lambda的生命週期長於捕獲的變數時

你也可以按變數捕獲（默認是拷貝，除非指定捕獲模式）

[var1 , var2, var3 ... 捕獲的變數] ，如果沒指定捕獲模式，則只會捕獲列表中的變數

指定特定變數的捕獲模式：

[=, &var1 , &var2] ，var1和var2將以引用模式捕獲，其他均以拷貝捕獲。

捕獲初始化

除了上述提到的，C++14起還支援捕獲初始化。

[ y = x + 1]
[ var = std::move(x) ]
[ ... arg = args] ：可變參數的初始化捕獲

以透過捕獲的變數來初始化Lambda體內的變數。
透過它，你還可以將某些變數的所有權轉移到Lambda中。

範例


// Event.hpp
#include <functional>
#include <string>

class Event {
    //...
    // 你可能想允許使用者傳入自己的日誌處理
    std::function<void(const std::string &)> logger;
    
    void func(const std::string & msg){
        if (logger){
            logger(msg);
        }
    }
    //...
};

// Main.cpp
#include <iostream>

int main(){
    Event event;

    //這裏將日誌輸出到標準輸出（終端）
    auto logger = [](const std::string & msg){
        std::cout << msg << std::endl;
        //也可以顯示到ui，日誌檔案，或任何回調
    }
    event.setLogger(logger);
}

很多標準庫，程式庫的容器都推薦使用Lambda，如 std:sort 和 std:condition_variable.wait等等。

使用Lambda來替代不必要的單獨函式是現代的推薦做法。

更詳盡內容參閱：