C++中的Lambda表达式

Lambda 表达式是当代 C++（C++11 及以后版本）引入的一项功能，它允许你界说匿名函数对象。Lambda 表达式在编写简短的回调函数、算法利用以及必要通报函数对象的地方非常有用。
Lambda 表达式的根本语法如下：

1. [capture](parameters) mutable -> return_type {
2.     // function body
3. };

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• capture：捕捉列表，用于指定 Lambda 表达式外部变量的访问权限。按值捕捉（copy）或按引用捕捉（reference）。
  
• parameters：参数列表，与平常函数类似。
  
• mutable：可选关键字，允许在 Lambda 表达式内部修改按值捕捉的变量。
  
• return_type：返回范例，可以省略，编译器会主动推导。
  
• function body：函数体，包罗 Lambda 表达式的实现。
  

下面是一些具体的例子：
1. 根本利用

1. #include <iostream>
2. #include <vector>
3. #include <algorithm>
5. int main() {
6.     std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
8.     // 使用 Lambda 表达式打印每个元素
9.     std::for_each(vec.begin(), vec.end(), [](int x) {
10.         std::cout << x << " ";
11.     });
12.     std::cout << std::endl;
14.     return 0;
15. }

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2. 捕捉列表

1. #include <iostream>
3. int main() {
4.     int a = 10;
5.     int b = 20;
7.     // 按值捕获 a，按引用捕获 b
8.     auto lambda = [a, &b]() {
9.         std::cout << "a: " << a << ", b: " << b << std::endl;
10.         // 尝试修改 b（按引用捕获）
11.         b = 30;
12.         // 尝试修改 a（按值捕获，不允许）
13.         // a = 40; // 错误：a 是按值捕获的
14.     };
16.     lambda();
17.     std::cout << "After lambda, b: " << b << std::endl;
19.     return 0;
20. }

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3. 利用 mutable 关键字

1. #include <iostream>
3. int main() {
4.     int x = 10;
6.     // 使用 mutable 关键字允许修改按值捕获的变量
7.     auto lambda = [x]() mutable {
8.         x = 20;
9.         std::cout << "x: " << x << std::endl;
10.     };
12.     lambda();
14.     return 0;
15. }

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4. 指定返回范例

1. #include <iostream>
2. #include <vector>
3. #include <algorithm>
5. int main() {
6.     std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
8.     // 使用 Lambda 表达式计算每个元素的平方，并指定返回类型
9.     std::vector<int> squares;
10.     std::transform(vec.begin(), vec.end(), std::back_inserter(squares), [](int x) -> int {
11.         return x * x;
12.     });
14.     for (int square : squares) {
15.         std::cout << square << " ";
16.     }
17.     std::cout << std::endl;
19.     return 0;
20. }

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5. 捕捉全部外部变量（利用 = 或 &）

1. #include <iostream>
3. int main() {
4.     int x = 10;
5.     int y = 20;
7.     // 使用 `=` 捕获所有外部变量（按值捕获）
8.     auto lambda1 = [=]() {
9.         std::cout << "x: " << x << ", y: " << y << std::endl;
10.     };
12.     // 使用 `&` 捕获所有外部变量（按引用捕获）
13.     auto lambda2 = [&]() {
14.         std::cout << "x: " << x << ", y: " << y << std::endl;
15.         x = 30; // 可以修改 x
16.     };
18.     lambda1();
19.     lambda2();
20.     std::cout << "After lambda2, x: " << x << std::endl;
22.     return 0;
23. }

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通过这些例子，你可以看到 Lambda 表达式在 C++ 中的机动性和强大功能。它们使代码更加简便和可读，特别是在必要通报函数对象或回调函数时。