什麼是Lambda？
C++ 11加入了一個非常重要的特性——Lambda表達式。營裏（戴維營）的兄弟都對Objective-C很熟悉，許多人多block情有獨鍾，將各種回調函數、代理通通都用它來實現。甚至有人選擇用FBKVOController、BlocksKit等開源框架將KVO、控件事件處理都改爲通過block解決。原因就是簡單、方便、直觀，函數的定義和使用出現在同一個地方。這裏的Lambda表達式實際上和block非常類似，當然如果你用它和Swift語言的閉包比較，那就是一回事了。下面先看幾個Lambda和block的示例代碼。
1 .Objective-C的block示例代碼，使用^表示block類型，總體來說與函數指針的定義類似。
#import <Foundation/Foundation.h>
int main()
{
void (^block)() = ^void() {
NSLog(@"In block");
};
block();
return 0;
}
編譯運行：
$ clang main.m -framework Foundation
$ ./a.out
2015-01-28 14:17:52.763 a.out[9901:165707] In block
2 .Swift的閉包，參數列表、返回值類型等都寫在花括號{}內部。
let closure = {
() -> Void in
println("In swift")
}
closure()
編譯運行：
$ swiftc main.swift
$ ./main
In swift
測試Swift也可以直接使用Playground或REPL(Read-Eval-Print-Loop)環境。
3 .C++的Lambda表達式。
#include <iostream>
int main()
{
auto lambda = []() -> void{
std::cout << "In lambda" << std::endl;
};
lambda();
return 0;
}
編譯運行，注意使用C++ 11的特性進行編譯：
$ clang++ main.cpp -std=c++11
$ ./a.out
In lambda
Lambda、block實際上都是一個閉包（closure），它們都類似於一個匿名的函數，但是擁有捕獲所在作用域中變量的能力；能夠將函數做爲對象一樣使用。通常用它們來實現回調函數、代理等功能。
Lambda使用方法
1 .基本形式
| 語法 | 序號 |
|---|---|
[ 捕獲列表
] ( 形參數列表 ) mutable(可選) 異常屬性 -> 返回值類型 { 函數體 } |
(1) |
[ capture-list
] ( params ) -> ret { body } |
(2) |
[ capture-list
] ( params ) { body } |
(3) |
[ capture-list
] { body } |
(4) |
- (1)爲完整的形式，包含變量捕獲列表、形參列表、可變屬性（可選）和返回值類型等。
- (2)省略了mutable，表示Lambda不能修改捕獲的變量。
- Lambda的返回值類型如果可以由函數體中的實際返回值推導出，可以省略。
- 如果沒有形參，可以省略圓括號。
2 .捕獲列表
lambda表達式中可以獲取（捕獲）它所在作用域中的變量值，並且有兩種捕獲方式：引用和值。我們可以在捕獲列表中設置各變量的捕獲方式。如果沒有設置捕獲列表，lambda默認不能捕獲任何的變量，這點與block不同。
#include <iostream>
int main()
{
int a = 123;
auto lambda = []()->void{
std::cout << "In lambda: " << a << std::endl;
};
lambda();
return 0;
}
編譯運行：
$ clang++ main.cpp -std=c++11
main.cpp:8:33: error: variable 'a' cannot be implicitly captured in a lambda
with no capture-default specified
std::cout << "In lambda: " << a << std::endl;
^
main.cpp:5:6: note: 'a' declared here
int a = 123;
^
main.cpp:7:16: note: lambda expression begins here
auto lambda = []()->void{
^
1 error generated.
在[]中設置捕獲列表，就可以在lambda中使用變量a了，這裏使用按值（=，
by value）捕獲。
#include <iostream>
int main()
{
int a = 123;
auto lambda = [=]()->void{
std::cout << "In lambda: " << a << std::endl;
};
lambda();
return 0;
}
編譯運行：
$ clang++ main.cpp -std=c++11
$ ./a.out
In lambda: 123
捕獲列表的設置方式：
|設置方式|結果| |-|-| |[]|不捕獲| |[=]|全部按值捕獲| |[&]|全部按引用捕獲| |[a, b]|按值捕獲變量a和b| |[&a, b]|按引用捕獲a，按值捕獲b| |[&, a]|按值捕獲a，其它變量全部按引用捕獲| |[=, &a]|按引用捕獲a，其它全部按值捕獲|
注意： 捕獲列表沒有先後順序；捕獲列表中的變量不能出現重複申明，比如
[&, &a]在&中已經包含了&a的申明瞭，因此不能再出現&a。
具體的捕獲類型，可以通過打印變量地址進行查看。
- 按值捕獲：
auto lambda = [=]()->void{
std::cout << "In lambda: " << &a << std::endl;
};
運行結果爲：
$ clang++ main.cpp -std=c++11
$ ./a.out
0x7fff555c69b8
In lambda: 0x7fff555c69b0
- 按引用捕獲：
auto lambda = [&]()->void{
std::cout << "In lambda: " << &a << std::endl;
};
運行結果爲：
$ clang++ main.cpp -std=c++11
$ ./a.out
0x7fff58a9b9b8
In lambda: 0x7fff58a9b9b8
3 .可變類型(mutable)
按值傳遞到lambda中的變量，默認是不可變的（immutable），如果需要在lambda中進行修改的話，需要在形參列表後添加mutable關鍵字(按值傳遞無法改變lambda外變量的值)。
#include <iostream>
int main()
{
int a = 123;
std::cout << a << std::endl;
auto lambda = [=]() mutable ->void{
a = 234;
std::cout << "In lambda: " << a << std::endl;
};
lambda();
std::cout << a << std::endl;
return 0;
}
編譯運行結果爲：
$ clang++ main.cpp -std=c++11
lishan:c_study apple$ ./a.out
123
In lambda: 234 #可以修改
123 #注意這裏的值，並沒有改變
如果沒有添加mutable，則編譯出錯：
$ clang++ main.cpp -std=c++11
main.cpp:9:5: error: cannot assign to a variable captured by copy in a
non-mutable lambda
a = 234;
~ ^
1 error generated.
4 .返回值類型。
lambda的返回值類型可以省略，編譯器會根據實際返回值的類型自動推導。
#include <iostream>
int main()
{
int a = 123;
std::cout << a << std::endl;
auto lambda = [=]() mutable{
a = 234;
std::cout << "In lambda: " << a << std::endl;
return a;
};
int b = lambda();
std::cout << b << std::endl;
return 0;
}
編譯運行：
$ clang++ main.cpp -std=c++11
$ ./a.out
123
In lambda: 234
234
參考資料
- https://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd293603.aspx
- http://www.oracle.com/technetwork/articles/servers-storage-dev/howto-use-lambda-exp-cpp11-2189895.html
- http://en.cppreference.com/w/cpp/language/lambda
- http://www.cprogramming.com/c++11/c++11-lambda-closures.html
本文檔由長沙戴維營教育整理。