C++ Primer 笔记——lambda表达式

1.一个lambda表达式表示一个可调用的代码单元，可以理解为一个未命名的内联函数，但是与函数不同，lambda表达式可能定义在函数内部。其形式如下：

[capture list] (parameter list) -> return type { function body }

• capture list 是一个lambda所在函数中定义的局部变量的列表（通常为空）
• return type, parameter list 和 function body与任何普通函数一样，分别表示返回类型，参数列表和函数体
• lambda必须使用尾置返回
• 我们可以忽略参数列表和返回类型，但必须永远包含捕获列表和函数体
• 如果忽略返回类型，lambda会从函数体推断出返回类型。
• 如果lambda的函数体包含任何单一return语句之外的内容，且未指定返回类型，则返回void
• 捕获列表只用于局部非static变量，lambda可以直接使用局部static变量和在它所在函数之外声明的名字。

void test()
{
    int i = 1;
    int j = 2;
    auto f = [i, j](int base) -> int { return base + i + j; };    // i,j必须在捕获列表里面，这里的返回类型int其实可以省略
    int k = f(0);    // k的结果为3
}

2.当定义一个lambda时，编译器生成一个与lambda对应的新的（未命名的）类类型。默认情况下这个类都包含一个对于该lambda所捕获的变量的数据成员。类似任何普通类的数据成员，lambda的数据成员也在lambda对象创建时被初始化。

3.与传值参数类似，采用值捕获的前提是变量可以拷贝，与参数不同，被捕获的变量的值是在lambda创建时拷贝，而不是调用时拷贝。

void test()
{
    int i = 10;
    auto f = [i] {return i + 1; };    // 此时i的值就已经被拷贝了
    int j = f();
}

4.当以引用方式捕获一个变量时，必须保证在lambda执行时变量是存在的。

void test()
{
    int i = 10;
    auto f = [&i] {return ++i; };
    int j = f();    // 此时i等于11
}

5.在捕获列表中写一个 &或= 可以告诉编译器我们想采用值捕获还是引用捕获，这种方法叫做隐式捕获。

void test()
{
    int i = 10;
    auto f = [&] {return ++i; };    // 采用引用捕获
    int j = f();    
}

6.我们也可以混合使用值捕获或者引用捕获。当使用混合方式的时候，显示捕获的方式不可以与隐式捕获的方式相同。

void test()
{
    int i = 10;
    int j = 9;
    auto f = [=, &i] {i++; return i + j; };    // i采用引用捕获,其他采用值捕获
    int k = f();    // k等于20
}

7.默认情况下，对于一个值被拷贝的变量，lambda不会改变其值，如果我们希望能改变一个被捕获的变量的值，就必须在参数列表首加上mutable。

void test()
{
    int i = 10;
    auto f = [i] (){return ++i; };    // 错误，不可以改变i的值
    auto f1 = [i] () mutable {return ++i; };    // 正确
}

8.bind函数（头文件 functional中）可以看作一个通用的函数适配器，它接受一个可调用对象，生成一个新的可调用对象来适应原对象的参数列表。调用bind的一般形式为：

auto newCallable = bind(callable, arg);

void test(int i, int j)
{
    std::cout << i - j << std::endl;
}

auto test0 = std::bind(test, 5, 1);
test0();    // 结果4

auto test1 = std::bind(test, std::placeholders::_1, 5, std::placeholders::_2, 1);    // 错误，不可以这么写
test1();    

auto test2 = std::bind(test, std::placeholders::_1, 5);
test2(1);    // 结果-4

auto test3 = std::bind(test, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
test3(3, 2);    // 结果1

auto test4 = std::bind(test, std::placeholders::_2, std::placeholders::_1);    // 参数顺序可以重排
test4(3, 2);    // 结果-1

auto test5 = std::bind(test, 1, std::placeholders::_1);        // 注意这个占位符占的是test5()的参数位置，而不是test()的
test5(5);    // 结果-4

以上代码请注意命名空间，否则会和socket的bind函数产生二义性。

9.如果我们想绑定的参数无法拷贝，或者我们想引用时应该使用ref函数。

void test(int& i, int j)
{
    std::cout << i - j << std::endl;
}

int i = 5;
auto test0 = std::bind(test, std::ref(i), 1);
test0();    // 结果4

10.编译器将lambda表达式翻译成一个未命名类的未命名对象，在lambda表达式产生的类中含有一个重载的函数调用运算符。这个类不含默认构造函数，赋值运算符及默认析构函数。它是否有默认的拷贝/移动构造函数则通常要视捕获的数据成员类型而定。

std::size_t i;
auto test_func = [i](const std::string& str) {return str.size() > i; };

class test
{
public:
    test(std::size_t size) : m_size(size) {}
    bool operator()(const std::string& str) { return str.size() > m_size; };

private:
    std::size_t m_size;
};