C++——Lambda表达式

在C++中，Lambda表达式是一种匿名函数对象，它允许你在代码中直接定义一个函数，而不需要提前声明一个单独的函数。Lambda表达式是从C++11标准开始引入的，它极大地增强了C++语言的灵活性和表达能力，尤其在处理函数对象、回调函数以及与标准库中算法配合使用时非常方便。

基本语法：

cpp 复制代码

[捕获列表](参数列表) -> 返回类型{
    函数体
    //可以使用捕获列表中的变量
    return expression; //可选的返回语句
}

捕获列表 ：用于捕获当前作用域中的变量。捕获方式可以是值捕获（[x]）或引用捕获（[&x]）。也可以捕获所有变量（[=]表示按值捕获所有变量，[&]表示按引用捕获所有变量）。
参数列表：与普通函数的参数列表类似，可以为空。
返回值类型 ：可以显式指定，也可以省略（如果函数体中只有一条return语句，编译器会自动推导返回值类型）。
函数体：包含具体的逻辑代码。

例如我们写一个两个数相加的lambda表达式：

cpp 复制代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
	int x = 50;
	int y = 20;
	auto add=[](int a,int b)->int {
		return a + b;
		};
	int ret = add(x, y);
	cout << ret << endl;


	return 0;
}

Lambda表达式的使用场景：

作为函数对象：

Lambda表达式可以替代传统的函数对象（如std::function或自定义的类）。例如：

cpp 复制代码

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

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 使用Lambda表达式作为回调函数
    std::for_each(vec.begin(), vec.end(), [](int x) {
        std::cout << x << " ";
    });
    return 0;
}

在这个例子中，[](int x) { std::cout << x << " "; }是一个Lambda表达式，它被用作std::for_each的回调函数。

捕获变量

Lambda表达式可以捕获当前作用域中的变量。例如：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    int a = 10;
    int b = 20;
    // 按值捕获a，按引用捕获b
    auto lambda = [a, &b]() {
        std::cout << "a = " << a << ", b = " << b << std::endl;
        b = 30; // 修改b的值
    };
    lambda();
    std::cout << "b = " << b << std::endl; // 输出修改后的b
    return 0;
}

在这个例子中，a是按值捕获的，b是按引用捕获的。Lambda表达式内部可以访问和修改b的值。

与标准库算法结合

Lambda表达式与标准库中的算法（如std::sort、std::find_if等）配合使用非常方便。例如：

cpp 复制代码

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

int main() {
    std::vector<int> vec = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
    // 使用Lambda表达式作为比较函数
    std::sort(vec.begin(), vec.end(), [](int a, int b) {
        return a > b; // 降序排序
    });
    for (int x : vec) {
        std::cout << x << " ";
    }
    return 0;
}

在这个例子中，Lambda表达式[](int a, int b) { return a > b; }被用作std::sort的比较函数，实现了降序排序。

Lambda表达式的特性

匿名性：Lambda表达式没有名字，因此不能像普通函数那样被直接调用多次。不过，可以通过变量来存储Lambda表达式，然后通过变量名调用。
对象性 ：Lambda表达式本质上是一个函数对象。它可以通过operator()被调用，就像普通函数一样。
可捕获变量：Lambda表达式可以捕获当前作用域中的变量，这使得它可以在函数体中访问这些变量。
类型推导 ：如果Lambda表达式的函数体中只有一条return语句，编译器可以自动推导返回值类型，无需显式指定。

Lambda表达式的限制

捕获的变量不能重新赋值：如果捕获的变量是按值捕获的，那么在Lambda表达式中不能重新赋值。
Lambda表达式不能递归调用：由于Lambda表达式没有名字，因此无法直接在函数体中递归调用自己。不过，可以通过其他方式（如通过变量名）实现递归。