lambda 源自希臘字母表中第 11 位的 λ，在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，它則被用來表示一種匿名函數(shù)。所謂匿名函數(shù)，簡單地理解就是沒有名稱的函數(shù)，又常被稱為 lambda 函數(shù)或者 lambda 表達(dá)式。

1. lambda匿名函數(shù)的定義

[capture](parameters)mutable ->return-type{statement}

參數(shù)說明：

• [capture]：捕捉列表，[] 是lambda引出符，編譯器根據(jù)該引出符判斷接下來的代碼是否是lambda函數(shù)。捕捉列表用于捕捉父域中的變量以供lambda函數(shù)使用，捕捉列表可以由多個(gè)項(xiàng)組成，用","分割。[var]表示以值傳遞方式捕捉父域中的變量var，[=]表示以值傳遞方式捕捉父域中的所有變量（包括this），[&var]表示以引用傳遞方式捕捉父域中的變量var，[&]表示以引用傳遞方式捕捉父域中的所有變量（包括this）,[this]表示以值傳遞方式捕捉當(dāng)前的this指針。
• (parameters)：參數(shù)列表，與普通函數(shù)的參數(shù)列表一致，如果不需要參數(shù)傳遞，則可以連同括號()一起省略。
• mutable：mutable修飾符，默認(rèn)情況下，lambda函數(shù)總是一個(gè)const函數(shù)，mutable可以取消其常量性。在使用該修飾符時(shí)，參數(shù)列表不可省略（即使參數(shù)為空）。
• ->return-type：返回類型，用追蹤返回類型形式聲明函數(shù)的返回類型，不需要返回值的時(shí)候可以連同符號->一起省略。在返回類型明確的情況下，也可以省略該部分，讓編譯器對返回類型進(jìn)行推導(dǎo)。
• {statement}：函數(shù)體，內(nèi)容與普通函數(shù)一樣，不過除了可以使用參數(shù)之外，還可以使用所有捕獲的變量。

lambda匿名函數(shù)中的[外部變量]

注意，單個(gè)外部變量不允許以相同的傳遞方式導(dǎo)入多次。例如 [=，val1] 中，val1 先后被以值傳遞的方式導(dǎo)入了 2 次，這是非法的。

最簡單的lambda匿名函數(shù)

[]{}

此 lambda 匿名函數(shù)未引入任何外部變量（[] 內(nèi)為空），也沒有傳遞任何參數(shù)，沒有指定 mutable、noexcept 等關(guān)鍵字，沒有返回值和函數(shù)體。所以，這是一個(gè)沒有任何功能的 lambda 匿名函數(shù)。

2. lambda匿名函數(shù)的使用

2.1 lambda匿名函數(shù)的定義和使用

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main()
{
    int num[4] = { 4, 2, 3, 1 };
    // 對數(shù)組 num 中的元素進(jìn)行升序排序
    sort(num, num + 4, [=](int x, int y) -> bool { return x < y; });
    for (int n : num) {
        cout << n << " ";
    }
    return 0;
}

以上程序通過調(diào)用 sort() 函數(shù)實(shí)現(xiàn)了對 num 數(shù)組中元素的升序排序，其中就用到了 lambda 匿名函數(shù)。而如果使用普通函數(shù)，需以如下代碼實(shí)現(xiàn)：

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

// 自定義的升序排序規(guī)則
bool sort_up(int x, int y) {
    return  x < y;
}

int main()
{
    int num[4] = { 4, 2, 3, 1 };
    // 對數(shù)組 num 中的元素進(jìn)行升序排序
    sort(num, num + 4, sort_up);
    for (int n : num) {
        cout << n << " ";
    }
    return 0;
}

此程序中 sort_up() 函數(shù)的功能和上一個(gè)程序中的 lambda 匿名函數(shù)完全相同。顯然在類似的場景中，使用 lambda 匿名函數(shù)更有優(yōu)勢。

除此之外，雖然 lambda 匿名函數(shù)沒有函數(shù)名稱，但我們?nèi)钥梢詾槠涫謩?dòng)設(shè)置一個(gè)名稱，比如：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    // display 即為 lambda 匿名函數(shù)的函數(shù)名
    auto display = [](int a,int b) -> void{cout << a << " " << b;};
    // 調(diào)用 lambda 函數(shù)
    display(10,20); // 輸出：10 20
    return 0;
}

可以看到，程序中使用 auto 關(guān)鍵字為 lambda 匿名函數(shù)設(shè)定了一個(gè)函數(shù)名，由此我們即可在作用域內(nèi)調(diào)用該函數(shù)。

2.2 值傳遞和引用傳遞的區(qū)別

#include <iostream>
using namespace std;

// 全局變量
int all_num = 0;

int main()
{
    // 局部變量
    int num_1 = 1;
    int num_2 = 2;
    int num_3 = 3;
    cout << "lambda1:\n";
    auto lambda1 = [=] {
        // 全局變量可以訪問甚至修改
        all_num = 10;
        // 函數(shù)體內(nèi)只能使用外部變量，而無法對它們進(jìn)行修改
        cout << num_1 << " "
            << num_2 << " "
            << num_3 << endl;
    };
    lambda1();
    cout << all_num << endl;

    cout << "lambda2:\n";
    auto lambda2 = [&] {
        all_num = 100;
        num_1 = 10;
        num_2 = 20;
        num_3 = 30;
        cout << num_1 << " "
            << num_2 << " "
            << num_3 << endl;
    };
    lambda2();
    cout << all_num << endl;

    return 0;
}

程序執(zhí)行結(jié)果為：

lambda1:
1 2 3
10
lambda2:
10 20 30
100

可以看到，在創(chuàng)建 lambda1 和 lambda2 匿名函數(shù)的作用域中，有 num_1、num_2 和 num_3 這 3 個(gè)局部變量，另外還有 all_num 全局變量。其中，lambda1 匿名函數(shù)是以 [=] 值傳遞的方式導(dǎo)入的局部變量，這意味著默認(rèn)情況下，此函數(shù)內(nèi)部無法修改這 3 個(gè)局部變量的值，但全局變量 all_num 除外。相對地，lambda2 匿名函數(shù)以 [&] 引用傳遞的方式導(dǎo)入這 3 個(gè)局部變量，因此在該函數(shù)的內(nèi)部就可以訪問這 3 個(gè)局部變量，還可以任意修改它們。同樣，也可以訪問甚至修改全局變量。當(dāng)然，如果我們想在 lambda1 匿名函數(shù)的基礎(chǔ)上修改外部變量的值，可以借助 mutable 關(guān)鍵字，例如：

auto lambda1 = [=]() mutable{
    num_1 = 10;
    num_2 = 20;
    num_3 = 30;
    // 函數(shù)體內(nèi)只能使用外部變量，而無法對它們進(jìn)行修改
    cout << num_1 << " "
         << num_2 << " "
         << num_3 << endl;
};

由此，就可以在 lambda1 匿名函數(shù)中修改外部變量的值。但需要注意的是，這里修改的僅是 num_1、num_2、num_3 拷貝的那一份的值，真正外部變量的值并不會(huì)發(fā)生改變。

2.3 執(zhí)行拋出異常類型

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    auto except = []()throw(int) {
        throw 10;
    };
    try {
        except();
    }
    catch (int) {
        cout << "捕獲到了整形異常";	// 輸出：捕獲到了整形異常
    }
    return 0;
}

可以看到，except 匿名數(shù)組中指定函數(shù)體中可以拋出整形異常，因此當(dāng)函數(shù)體中真正發(fā)生整形異常時(shí)，可以借助 try-catch 塊成功捕獲并處理。

在此基礎(chǔ)上，再看一下反例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    auto except1 = []()noexcept {
        throw 100;
    };
    auto except2 = []()throw(char) {
        throw 10;
    };
    try {
        except1();
        except2();
    }
    catch (int) {
        cout << "捕獲到了整形異常" << endl;
    }
    return 0;
}

此程序運(yùn)行會(huì)直接崩潰，原因很簡單，except1 匿名函數(shù)指定了函數(shù)體中不發(fā)生任何異常，但函數(shù)體中卻發(fā)生了整形異常；except2 匿名函數(shù)指定函數(shù)體可能會(huì)發(fā)生字符異常，但函數(shù)體中卻發(fā)生了整形異常。由于指定異常類型和真正發(fā)生的異常類型不匹配，導(dǎo)致 try-catch 無法捕獲，最終程序運(yùn)行崩潰。

如果不使用 noexcept 或者 throw()，則 lambda 匿名函數(shù)的函數(shù)體中允許發(fā)生任何類型的異常。