C++11中新特性之：lambda 表达式

首先摆出Lambda表达式语法

lambda-expression:
　　lambda-introducer lambda-declarator_opt compound-statement
lambda-introducer:
　　[ lambda-capture_opt ]

lambda-capture:
　　capture-default
　　capture-list
　　capture-default , capture-list
capture-default:
　　&
　　=
capture-list:
　　capture
　　capture-list , capture
capture:
　　identifier
　　& identifier
　　this
lambda-declarator:
　　( parameter-declaration-clause ) attribute-specifier_opt mutable_opt exception-specification_opt trailing-return-type_opt

然后用一张图表示他们的属性：

1. lambda-introducer（也称为 capture 子句）

2. lambda declarator（也称为参数列表）

3. mutable（也称为可变规范）

4. exception-specification（也称为异常规范）

5. trailing-return-type（也称为返回类型）

6. compound-statement（也称为 lambda 体）

之后是capture 子句（最让人搞不懂的地方）

一个 lambda 表达式实质上是一个类、构造函数和函数调用运算符。 就像你定义类时一样，在 lambda 中你必须要决定生成的对象是通过值还是引用捕获变量，或者根本不捕获。 如果一个 lambda 表达式必须访问局部变量和函数参数（但你可以访问static local variable），则必须捕获它们。 capture 子句（标准语法中的 lambda-introducer）指定 lambda 表达式的主体通过值还是引用访问封闭范围中的变量。 有与号 (&) 前缀的变量通过引用访问，没有该前缀的变量通过值访问。通过只访问局部变量是只读的。除非你加上了mutable。。

允许空 capture 子句 [ ] 指示 lambda 表达式的主体不访问封闭范围中的变量。

使用默认捕获模式（标准语法中的 capture-default）以通过值或引用捕获未指定的变量。 通过将 & 或 = 用作 capture 子句的第一个元素来指定默认捕获模式。 & 元素指示 lambda 表达式的主体通过引用访问未指定的变量。 = 元素指示 lambda 表达式的主体通过值访问未指定的变量。 例如，如果 lambda 体通过引用访问外部变量 total 并通过值访问外部变量 factor，则以下 capture 子句等效：

[&total, factor]
[factor, &total]
[&, factor]
[factor, &]
[=, &total]
[&total, =]

关于 capture-default 的一种常见的误解是，范围内的所有变量无论是否在 lambda 中使用，都会被捕获。 事实上并非如此 - 使用 capture-default 时，只有 lambda 中提及的变量才会被捕获。

如果 capture 子句包含 capture-default&，则该 capture 子句的 capture 中没有任何 identifier 可采用 & identifier 形式。 同样，如果 capture 子句包含 capture-default=，则该 capture 子句的 capture 不能采用 = identifier 形式。 identifier 或 this 在 capture 子句中出现的次数不能超过一次。 以下代码片段给出了一些示例。

struct S { void f(int i); };

void S::f(int i) {
    [&, i]{};    // OK
    [&, &i]{};   // ERROR: i preceded by & when & is the default
    [=, this]{}; // ERROR: this when = is the default
    [i, i]{};    // ERROR: i repeated
}

capture 后跟省略号是包扩展，如以下可变参数模板示例中所示：

template<class... Args>
void f(Args... args) {
    auto x = [args...] { return g(args...); };
    x();
}

在使用 capture 子句时，建议记住以下几点（尤其是使用采取多线程的 lambda 时）：

• 引用捕获可用于修改外部变量，而值捕获却不能实现此操作。 （mutable 允许修改副本，而不能修改原始项。美柚mutable连副本都不能修改）

• 引用捕获会反映外部变量的更新，而值捕获却不会反映。

• 引用捕获引入生存期依赖项，而值捕获却没有生存期依赖项。

参数列表

参数列表（标准语法中的 lambda declarator）是可选的，它类似于函数的参数列表。

由于参数列表是可选的，因此在不将参数传递到 lambda 表达式，并且其 lambda-declarator: 不包含 exception-specification、trailing-return-type 或 mutable 的情况下，可以省略空括号。（也就是后面直接接lambda体的）如

[&]  {int a, b = 1;a = b + 1; }();

可变规范

通常，lambda 的函数调用运算符为 const-by-value，但对 mutable 关键字的使用可将其取消。 它不会生成可变的数据成员。 利用可变规范，lambda 表达式的主体可以修改通过值捕获的变量。 本文后面的一些示例将显示如何使用 mutable。

异常规范

你可以使用 throw() 异常规范来指示 lambda 表达式不会引发任何异常。 与普通函数一样，如果 lambda 表达式声明 throw() 异常规范且 lambda 体引发异常将编译错误

返回类型

将自动推导 lambda 表达式的返回类型。 无需表示 auto 关键字，除非指定 trailing-return-type。 trailing-return-type 类似于普通方法或函数的返回类型部分。 但是，返回类型必须跟在参数列表的后面，你必须在返回类型前面包含 trailing-return-type 关键字 ->。

如果 lambda 体仅包含一个返回语句或其表达式不返回值，则可以省略 lambda 表达式的返回类型部分。 如果 lambda 体包含单个返回语句，编译器将从返回表达式的类型推导返回类型。 否则，编译器会将返回类型推导为 void。 下面的代码示例片段说明了这一原则。

auto x1 = [](int i){ return i; }; // OK: return type is int
auto x2 = []{ return{ 1, 2 }; };  // ERROR: return type is void, deducing
                                  // return type from braced-init-list is not valid
auto x2 = [](int i) -> initializer_list<int>{return {1, 2};};  //OK: return type is compatible

Lambda 体

lambda 表达式的 lambda 体（标准语法中的 compound-statement）可包含普通方法或函数的主体可包含的任何内容。 普通函数和 lambda 表达式的主体均可访问以下变量类型：

• 参数

• 本地声明变量

• 类数据成员（在类内部声明并且捕获 this 时）

• 具有静态存储持续时间的任何变量（例如，全局变量）

此外，lambda 表达式可以访问它从封闭范围中捕获的变量。 如果某个变量显示在 lambda 表达式的 capture 子句中，则该变量是显式捕获的。 否则，该变量是隐式捕获的。 lambda 表达式的主体使用默认捕获模式来访问隐式捕获的变量。

以下示例包含通过值显式捕获变量 n 并通过引用隐式捕获变量 m 的 lambda 表达式：