【现代C++】Lambda表达式

在现代C++中，Lambda表达式提供了定义匿名函数对象的能力，这在很多场合，如STL算法、线程构造函数、事件处理等，都非常有用。Lambda表达式使得函数定义更加灵活和简洁。

1. 基本语法

Lambda表达式的基本形式包括一个捕获列表、参数列表、返回类型（可选）和函数体。

#include <iostream>

void basicLambda() {
    auto lambda = []() {
        std::cout << "Hello, Lambda!" << std::endl;
    };

    lambda();  // 调用Lambda表达式
}

2. 捕获列表

捕获列表定义了Lambda表达式可以访问的外部变量，以及访问方式（值或引用）。

#include <iostream>

void captureLambda() {
    int x = 10;
    auto captureByValue = [x]() {
        std::cout << "Capture by value: " << x << std::endl;
    };
    auto captureByReference = [&x]() {
        std::cout << "Capture by reference: " << x << std::endl;
    };

    x = 20;
    captureByValue();      // 输出10，因为是值捕获
    captureByReference();  // 输出20，因为是引用捕获
}

3. 带参数的Lambda

Lambda表达式可以像普通函数一样接受参数。

#include <iostream>

void parameterLambda() {
    auto add = [](int a, int b) {
        return a + b;
    };

    std::cout << "3 + 4 = " << add(3, 4) << std::endl;
}

4. 指定返回类型

对于复杂的Lambda表达式，可能需要显式指定返回类型。

#include <iostream>

void returnTypeLambda() {
    auto divide = [](double a, double b) -> double {
        if(b == 0) return 0;
        return a / b;
    };

    std::cout << "6 / 2 = " << divide(6, 2) << std::endl;
}

5. Lambda在STL算法中的应用

Lambda表达式常用于STL算法中，特别是那些需要回调函数的算法。

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>

void stlLambda() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::for_each(vec.begin(), vec.end(), [](int x) {
        std::cout << x << " ";
    });
    // 输出: 1 2 3 4 5
}

6. Lambda捕获成员变量

在类的成员函数中，可以使用Lambda捕获成员变量。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

class LambdaInClass {
private:
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

public:
    void print() {
        std::for_each(vec.begin(), vec.end(), [this](int value) {
            std::cout << value + this->offset << " ";
        });
        // 输出: 2 3 4 5 6
    }

private:
    int offset = 1;
};

void lambdaInClass() {
    LambdaInClass obj;
    obj.print();
}