答案

Q： C++11中的lambda表达式是什么？

A： 实际上，它是带有重载运算符（）常量的自动生成类的对象。这种对象称为闭包，由编译器创建。这个“闭包”概念与C++11中的绑定概念相近。但lambdas通常生成更好的代码。通过闭包的调用允许完全内联。

Q： 我什么时候用？

A： 要定义“简单而小的逻辑”，请编译器根据前面的问题进行生成。你给编译器一些表达式，你想在operator（）里面。编译器将为您生成所有其他内容。

Q： 他们解决了哪类在介绍之前不可能解决的问题？

A： 这是一种语法糖，类似于运算符重载，而不是用于自定义添加、子轻触操作的函数。。。但它节省了更多不需要的代码行，以便将1-3行实际逻辑包装到某些类中，等等。！一些工程师认为，如果行数较少，那么出错的机会就会减少（我也这么认为）

用法示例

auto x = [=](int arg1){printf("%i", arg1); };
void(*f)(int) = x;
f(1);
x(1);

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关于lambdas的附加信息，问题不涉及。如果您不感兴趣，请忽略此部分

1.捕获的值。您可以捕获的内容

1.1.可以引用静态存储持续时间为lambda的变量。他们都被抓住了。

1.2.您可以使用lambda“按值”捕获值。在这种情况下，捕获的vars将被复制到函数对象（闭包）。

[captureVar1,captureVar2](int arg1){}

1.3.你可以捕捉参考在此上下文中，指的是引用，而不是指针。

   [&captureVar1,&captureVar2](int arg1){}

1.4.存在通过值或引用捕获所有非静态变量的符号

  [=](int arg1){} // capture all not-static vars by value

  [&](int arg1){} // capture all not-static vars by reference

1.5.存在通过值或引用捕获所有非静态变量并指定smth的符号。更多示例：通过值捕获所有非静态变量，而是通过引用捕获Param2

[=,&Param2](int arg1){} 

通过引用而不是通过值捕获Param2捕获所有静态变量

[&,Param2](int arg1){} 

2.退货类型扣除

2.1.如果Lambda是一个表达式，则可以推断出Lambda返回类型。或者可以显式指定它。

[=](int arg1)->trailing_return_type{return trailing_return_type();}

如果lambda有多个表达式，则必须通过尾随返回类型指定返回类型。同样，类似的语法也可以应用于自动函数和成员函数

3.捕获的值。您无法捕获的内容

3.1.您只能捕获本地变量，而不能捕获对象的成员变量。

4.转换

4.1 !! Lambda不是函数指针，也不是匿名函数，但无捕获Lambda可以隐式转换为函数指针。

附笔

有关lambda语法信息的更多信息，请参阅编程语言C++#337的工作草案，2012-01-16，5.1.2。Lambda表达式，第88页在C++14中，添加了名为“init capture”的额外功能。它允许任意声明闭包数据成员：auto-toFloat=[]（int值）｛return float（value）；｝；自动插值=[min=toFloat（0），max=toFlat（255）]（int值）->float｛return（value-min）/（max-min）；｝；

c++中的lambda被视为“随时可用的函数”。是的，你可以定义它；使用它；当父函数作用域结束时，lambda函数就消失了。

c++在c++11中引入了它，每个人都开始在每个可能的地方使用它。示例和lambda是什么可以在这里找到https://en.cppreference.com/w/cpp/language/lambda

我将描述每个c++程序员都必须知道的，但不存在哪些

Lambda并不意味着要在任何地方使用，每个函数都不能用Lambda替换。与正常功能相比，它也不是最快的。因为它有一些需要由lambda处理的开销。

在某些情况下，它肯定有助于减少线路数量。它基本上可以用于一段代码，这段代码在同一个函数中被调用一次或多次，在其他任何地方都不需要这段代码，因此您可以为它创建独立的函数。

下面是lambda的基本示例以及在后台发生的情况。

用户代码：

int main()
{
  // Lambda & auto
  int member=10;
  auto endGame = [=](int a, int b){ return a+b+member;};

  endGame(4,5);

  return 0;

}

compile如何扩展它：

int main()
{
  int member = 10;

  class __lambda_6_18
  {
    int member;
    public: 
    inline /*constexpr */ int operator()(int a, int b) const
    {
      return a + b + member;
    }

    public: __lambda_6_18(int _member)
    : member{_member}
    {}

  };

  __lambda_6_18 endGame = __lambda_6_18{member};
  endGame.operator()(4, 5);

  return 0;
}

正如您所看到的，当您使用它时，它会增加什么样的开销。所以在任何地方使用它们都不是好主意。它可以在适用的地方使用。

它解决了一个问题：对于使用输出参数函数初始化常量成员的构造函数调用，代码比lambda简单

您可以通过调用一个函数来初始化类的常量成员，该函数通过将其输出作为输出参数返回来设置其值。

问题是

C++包括一些有用的通用函数，如std:：for_each和std:：transform，它们非常方便。不幸的是，它们使用起来也很麻烦，特别是如果要应用的函子对于特定函数是唯一的。

#include <algorithm>
#include <vector>

namespace {
  struct f {
    void operator()(int) {
      // do something
    }
  };
}

void func(std::vector<int>& v) {
  f f;
  std::for_each(v.begin(), v.end(), f);
}

如果只在特定的地方使用f一次，那么编写一个完整的类来做一些琐碎的事情似乎是过度的。

在C++03中，您可能会尝试编写以下内容，以保持函子为本地函数：

void func2(std::vector<int>& v) {
  struct {
    void operator()(int) {
       // do something
    }
  } f;
  std::for_each(v.begin(), v.end(), f);
}

但是这是不允许的，f不能传递给C++03中的模板函数。

新的解决方案

C++11引入了lambdas，它允许您编写一个内联的匿名函子来替换结构f。对于小的简单示例，这样读起来更干净（它将所有内容都放在一个地方），维护起来也可能更简单，例如以最简单的形式：

void func3(std::vector<int>& v) {
  std::for_each(v.begin(), v.end(), [](int) { /* do something here*/ });
}

Lambda函数只是匿名函子的语法糖。

返回类型

在简单的情况下，lambda的返回类型是为您推导的，例如：

void func4(std::vector<double>& v) {
  std::transform(v.begin(), v.end(), v.begin(),
                 [](double d) { return d < 0.00001 ? 0 : d; }
                 );
}

然而，当您开始编写更复杂的lambda时，您将很快遇到编译器无法推断返回类型的情况，例如：

void func4(std::vector<double>& v) {
    std::transform(v.begin(), v.end(), v.begin(),
        [](double d) {
            if (d < 0.0001) {
                return 0;
            } else {
                return d;
            }
        });
}

要解决此问题，您可以使用->T显式指定lambda函数的返回类型：

void func4(std::vector<double>& v) {
    std::transform(v.begin(), v.end(), v.begin(),
        [](double d) -> double {
            if (d < 0.0001) {
                return 0;
            } else {
                return d;
            }
        });
}

“捕获”变量

到目前为止，除了在lambda中传递给lambda之外，我们还没有使用其他变量，但我们也可以在lambda内使用其他变量。如果您想访问其他变量，可以使用capture子句（表达式的[]），该子句在这些示例中尚未使用，例如：

void func5(std::vector<double>& v, const double& epsilon) {
    std::transform(v.begin(), v.end(), v.begin(),
        [epsilon](double d) -> double {
            if (d < epsilon) {
                return 0;
            } else {
                return d;
            }
        });
}

您可以通过引用和值捕获，可以分别使用&和=指定：

[&epsilon，zeta]通过引用获取epsilon并通过值获取zeta[&]通过引用捕获lambda中使用的所有变量[=]按值捕获lambda中使用的所有变量[&，epsilon]通过引用捕获lambda中使用的所有变量，但通过值捕获epsilon[=，&epsilon]通过值捕获lambda中使用的所有变量，但通过引用捕获epsilon

默认情况下，生成的运算符（）是常量，这意味着当您默认访问捕获时，捕获将是常量。这样做的效果是，使用相同输入的每个调用都会产生相同的结果，但是您可以将lambda标记为可变，以请求生成的运算符（）不是常量。

什么是lambda函数？

lambda函数的C++概念起源于lambda演算和函数编程。lambda是一个未命名的函数，对于不可能重用且不值得命名的短代码片段非常有用（在实际编程中，而不是理论上）。

在C++中，lambda函数的定义如下

[]() { } // barebone lambda

或在它所有的荣耀

[]() mutable -> T { } // T is the return type, still lacking throw()

[]是捕获列表，（）是参数列表，{}是函数体。

捕获列表

捕获列表定义了lambda外部的哪些内容应该在函数体内部可用，以及如何使用。它可以是：

a值：[x]参考[&x]通过引用[&]当前作用域中的任何变量与3相同，但按值[=]

您可以在逗号分隔的列表[x，&y]中混合上述任何一项。

参数列表

参数列表与任何其他C++函数中的参数列表相同。

功能体

实际调用lambda时将执行的代码。

退货类型扣除

如果lambda只有一个return语句，则可以省略返回类型，并具有decltype（return_statement）的隐式类型。

可变的

如果lambda标记为可变（例如[]（）mutable｛｝），则允许对值捕获的值进行变异。

用例

ISO标准定义的库从lambdas中受益匪浅，并将可用性提高了几级，因为现在用户不必在某些可访问范围内使用小函子来扰乱代码。

C++14

在C++14中，各种提议扩展了lambdas。

已初始化Lambda捕获

捕获列表的元素现在可以用=初始化。这允许重命名变量并通过移动进行捕获。标准示例：

int x = 4;
auto y = [&r = x, x = x+1]()->int {
            r += 2;
            return x+2;
         }();  // Updates ::x to 6, and initializes y to 7.

还有一张来自维基百科，展示了如何使用std:：move:

auto ptr = std::make_unique<int>(10); // See below for std::make_unique
auto lambda = [ptr = std::move(ptr)] {return *ptr;};

通用Lambdas

Lambdas现在可以是通用的（如果T是周围范围中的某个类型模板参数）：

auto lambda = [](auto x, auto y) {return x + y;};

改进的回报类型扣除

C++14允许为每个函数推导返回类型，并且不将其限制为返回表达式形式的函数；。这也扩展到lambdas。

Lambda表达式通常用于封装算法，以便将它们传递给另一个函数。但是，可以在定义后立即执行lambda：

[&](){ ...your code... }(); // immediately executed lambda expression

在功能上等同于

{ ...your code... } // simple code block

这使得lambda表达式成为重构复杂函数的强大工具。首先在lambda函数中包装一个代码段，如上所示。然后，显式参数化过程可以在每个步骤之后通过中间测试逐步执行。一旦代码块完全参数化（如删除&所示），就可以将代码移动到外部位置并使其成为正常函数。

类似地，您可以使用lambda表达式根据算法的结果初始化变量。。。

int a = []( int b ){ int r=1; while (b>0) r*=b--; return r; }(5); // 5!

作为划分程序逻辑的一种方法，您甚至可能会发现将lambda表达式作为参数传递给另一个lambda表达式是有用的。。。

[&]( std::function<void()> algorithm ) // wrapper section
   {
   ...your wrapper code...
   algorithm();
   ...your wrapper code...
   }
([&]() // algorithm section
   {
   ...your algorithm code...
   });

Lambda表达式还允许您创建命名的嵌套函数，这是避免重复逻辑的一种方便方法。当将一个非平凡函数作为参数传递给另一个函数时，使用命名的lambdas看起来也容易一些（与匿名内联lambdas相比）。注意：不要忘记右大括号后面的分号。

auto algorithm = [&]( double x, double m, double b ) -> double
   {
   return m*x+b;
   };

int a=algorithm(1,2,3), b=algorithm(4,5,6);

如果后续的分析揭示了函数对象的大量初始化开销，您可以选择将其作为普通函数重写。