本文将详解Lambda函数从定义到学习和使用，涉及一些不为人知的事情，如LIFE-立即调用的函数表达式，Lambda的类型。相信你已经起了兴趣，那就开始阅读吧。
作者
VishalChovatiya
译者
苏本如，责编
maozz
以下为译文：
Lambda函数是C++11中引入的现代C++的一个直观概念，因此在互联网上可以找到大量的关于Lambda函数的文章。但是仍然有一些不为人知的事情（如LIFE-立即调用的函数表达式，Lambda的类型等等）鲜有人谈论。因此，在这篇文章里，我不仅要向你展示C++中的Lambda函数，同时还要介绍它的内部工作机制，以及Lambda函数的其他方方面面。
这篇文章的标题有点误导人。因为Lambda并不总是转化为函数指针。实际上它是一个表达式（确切地说是唯一的闭包）。为了简单起见，在这篇文章中，我会一直互换使用Lambda函数和Lambda表达式。
什么是Lambda函数？
Lambda函数是简短的代码片段，它：
不值得命名（匿名的、未被命名的、一次性的，等等，无论你怎么称呼它），
也不能重复使用。
换句话说，它只是一种糖衣语法（syntacticsugar）。Lambda函数的语法定义如下：
[capturelist](parameters)-return-type{methoddefinition}
编译器通常会计算Lambda函数本身的返回类型。因此，我们不需要显式地给它指定一个尾置返回类型，如-return-type。
但在一些复杂的情况下，编译器无法推断返回类型，这时候我们就需要给它指定一个返回类型。
为什么我们要使用Lambda函数？
C++包含许多有用的通用函数，如std::for_each，它们可以很方便。不幸的是，它们的使用有时也很麻烦，特别是如果你想应用的函子是特定函数的唯一函子的话。以下面的代码为例：
structprint{voidoperator()(intelement){coutelementendl;}};intmain(void){std::vectorintv={1,2,3,4,5};std::for_each(v.begin(),v.end(),print());return0;}
如果你只是在特定的地方使用一次print，那么仅仅为了做一些琐碎的和一次性的事情而编写一个完整的类，就显得有些过犹不及了。
对于上面的这种情形，使用内联代码会更合适，这可以通过Lambda函数来实现，如下所示：
std:for_each(v.begin(),v.end(),[](intelement){coutelementendl;});
Lambda函数内部是如何工作的？
[i](){std::couti;}//isequivalenttostructanonymous{intm_i;anonymous(inti):m_i(i){}inlineautooperator()()const{std::couti;}};
编译器为每个Lambda函数生成如上所述的唯一闭包。注意，这是Lambda函数的核心所在。
捕获列表将成为闭包中的构造函数的参数，如果将参数按值捕获，那么相应类型的数据成员将在闭包中创建。
此外，可以在Lambda函数的参数中声明变量/对象，它们将成为调用operator()函数的参数。
使用Lambda函数的好处
零成本抽象。对！你没有看错。Lambda函数不会降低性能，它的性能和普通的函数一样好。
此外，Lambda函数使代码变得更加紧凑、更加结构化和更富有表现力。
学习Lambda表达式
按引用/值来捕获，代码如下：
intmain(){intx=,y=;autoprint=[]{//Capturingobjectbyreferencestd::cout__PRETTY_FUNCTION__:x,ystd::endl;};print();return0;}
上面代码的输出如下：
main()::Lambda():,
在上面的例子中，我在捕获列表中对“”符号作了注释。它表示按引用来捕获变量x和y。类似地，“=”符号表示按值捕获，它将在闭包中创建相同类型的数据成员，并且将执行copy-assignment操作。
请注意，参数列表是可选的，如果你不向Lambda表达式传递任何参数，则可以省略空括号。
Lambda函数的捕获列表
下表显示了捕获列表中不同用法的含义：
将Lambda函数作为参数传递，代码如下：
templatetypenameFunctorvoidf(Functorfunctor){std::cout__PRETTY_FUNCTION__std::endl;}/*Oralternativelyyoucanusethisvoidf(std::functionint(int)functor){std::cout__PRETTY_FUNCTION__std::endl;}*/intg(){staticinti=0;returni++;}intmain(){autoLambda_func=[i=0]()mutable{returni++;};f(Lambda_func);//PassLambdaf(g);//Passfunction}
上面代码的输出如下:
FunctionType:voidf(Functor)[withFunctor=main()::Lambda(int)]FunctionType:voidf(Functor)[withFunctor=int(*)(int)]
你还可以将Lambda函数作为参数传递给其他函数，就像我在上面编写的普通函数一样。
如果你注意到了，这里我在捕获列表中声明了变量i，它将成为数据成员。因此，每次调用Lambda_func时，它都将返回并递增。
捕获Lambda函数中的成员变量或this指针，代码如下：
classExample{public:Example():m_var(10){}voidfunc(){[=](){std::coutm_varstd::endl;}();//IIFE}private:intm_var;};intmain(){Examplee;e.func();}
也可以使用[this],[=]或者[]来捕获This指针。在任何这些情况下，类中的数据成员（包括private类型的数据成员）都可以像在普通方法中那样被访问。
如果你看到Lambda表达式行，我在Lambda函数声明的末尾使用了额外的()，这个额外的()用来表示在声明之后立即调用它，它被称为IIFE（立即调用的函数表达式）。
C++的Lambda函数类型
泛型Lambda，代码如下：
constautol=[](autoa,autob,autoc){};//isequivalenttostructanonymous{templateclassT0,classT1,classT2autooperator()(T0a,T1b,T2c)const{}};
在C++14中引入的泛型Lambda，它可以使用auto标识符捕获参数。
可变泛型Lambda，代码如下：
voidprint(){}templatetypenameFirst,typename...Restvoidprint(constFirstfirst,Rest...args){std::coutfirststd::endl;print(args...);}intmain(){autovariadic_generic_Lambda=[](auto...param){print(param...);};variadic_generic_Lambda(1,lol,1.1);}
带可变参数包的Lambda在许多情况下都很有用，如代码调试、不同数据输入的重复操作等。
可变（Mutable）Lambda函数
通常，Lambda函数的call-operator（调用运算符）隐式为const-by-value（常量，按值捕获），这意味着它是不可变的。如果要按值捕获任何内容，需要在Lambda函数体前使用mutable关键字。代码如下所示：
[]()mutable{}//isequivalenttostructanonymous{autooperator()()//calloperator{}};
我们已经在上面看到了上述情况的一个例子。希望你注意到了。
Lambda作为函数指针，代码如下：
#includeiostream#includetype_traitsintmain(){autofuncPtr=+[]{};static_assert(std::is_samedecltype(funcPtr),void(*)()::value);}
你可以强制编译器生成Lambda作为函数指针，而不是像上面那样在它前面添加+来使之成为闭包。
高阶函数：Lambda可以作为参数和返回值，代码如下：
constautoless_than=[](autox){return[x](autoy){returnyx;};};intmain(void){autoless_than_five=less_than(5);std::coutless_than_five(3)std::endl;std::coutless_than_five(10)std::endl;return0;}
再进一步，Lambda函数还可以返回另一个Lambda函数。这将为代码的定制、代码表示性和紧凑性（顺便说一句，没有这样的词）打开无限可能的大门。
constexprLambda表达式
从C++17开始，Lambda表达式可以被声明为constexpr（常量表达式）。
constexprautosum=[](constautoa,constautob){returna+b;};/*isequivalenttoconstexprstructanonymous{templateclassT1,classT2constexprautooperator()(T1a,T2b)const{returna+b;}};*/constexprintanswer=sum(10,10);
即使你没有指定constexpr关键字，如果函数调用运算符恰好满足所有constexpr函数的要求，那么它也将是constexpr。
结束语
希望你喜欢这篇文章。我试着用几个简单的小例子来涵盖使用Lambda的大多数复杂情况。考虑到代码的表达性和易维护性，你应该在满足Lambda使用条件的所有地方都优先使用它，就像你可以将其和大多数STL算法一起用于智能指针的自定义删除器中一样。
原文：