C++使用Lambda表达式实例讲解(C++ Lambda表达式实战教程：实例详解与应用)

一、Lambda表达式简介

Lambda表达式是C++11引入的一种简洁的匿名函数编写做法，它允许我们在需要函数对象的地方敏捷定义一个函数。Lambda表达式在编写代码时可以带来更高的灵活性和简洁性，尤其是在编写回调函数、线程函数或作为算法的参数时。

二、Lambda表达式的基本语法

Lambda表达式的基本语法如下：

    [捕获列表](参数列表) mutable -> 返回类型 {
        // 函数体
    }

其中，捕获列表和参数列表是可选的，返回类型也可以省略（由编译器自动推导）。

三、Lambda表达式实例详解

下面通过一些实例来详细讲解Lambda表达式的使用。

3.1 无参数Lambda表达式

一个无参数的Lambda表达式示例：

    auto lambda = []() {
        return "Hello, Lambda!";
    };
    std::cout << lambda() << std::endl; // 输出：Hello, Lambda!

3.2 带参数的Lambda表达式

一个带参数的Lambda表达式示例：

    auto add = [](int a, int b) {
        return a + b;
    };
    std::cout << add(3, 4) << std::endl; // 输出：7

3.3 捕获列表的使用

捕获列表用于从外部作用域捕获变量。以下是几个捕获列表的示例：

3.3.1 值捕获

值捕获会在Lambda表达式被定义时，以值的做法捕获外部变量：

    int value = 5;
    auto lambda = [value]() {
        return value;
    };
    std::cout << lambda() << std::endl; // 输出：5

3.3.2 引用捕获

引用捕获会捕获外部变量的引用：

    int value = 5;
    auto lambda = [&value]() {
        return ++value;
    };
    std::cout << lambda() << std::endl; // 输出：6
    std::cout << value << std::endl;    // 输出：6

3.3.3 隐式捕获

隐式捕获允许编译器自动判断捕获列表中应该捕获哪些变量。可以使用[=]即值捕获，使用[&]即引用捕获：

    int value = 5;
    auto lambda = [=]() {
        return value;
    };
    std::cout << lambda() << std::endl; // 输出：5
    int another = 10;
    auto lambdaRef = [&]() {
        return ++another;
    };
    std::cout << lambdaRef() << std::endl; // 输出：11

3.4 mutable修饰符

默认情况下，Lambda表达式中的捕获列表中的变量是const的，如果需要修改这些变量，可以使用mutable修饰符：

    int value = 5;
    auto lambda = [value]() mutable {
        return ++value;
    };
    std::cout << lambda() << std::endl; // 输出：6
    std::cout << value << std::endl;    // 输出：5

3.5 返回类型自动推导

如果Lambda表达式的函数体只有一行，返回类型可以省略，编译器会自动推导返回类型：

    auto lambda = [](int a, int b) {
        return a + b;
    };
    std::cout << lambda(3, 4) << std::endl; // 输出：7

四、Lambda表达式应用场景

下面是一些Lambda表达式在实际编程中的应用场景。

4.1 使用STL算法

Lambda表达式频繁与STL算法一起使用，比如sort、find_if等。以下是一个使用Lambda表达式和sort算法对vector排序的例子：

    std::vector vec = {3, 1, 4, 1, 5, 9};
    std::sort(vec.begin(), vec.end(), [](int a, int b) {
        return a < b;
    });

4.2 作为函数对象传递

Lambda表达式可以作为函数对象传递给其他函数，以下是一个例子：

    void printLambda(std::function func) {
        func();
    }
    int value = 5;
    printLambda([value]() {
        std::cout << value << std::endl;
    }); // 输出：5

4.3 作为线程函数

Lambda表达式也常用于创建线程，以下是一个例子：

    #include <thread>
    int value = 5;
    std::thread t([value]() {
        std::cout << value << std::endl;
    });
    t.join(); // 输出：5

五、总结

Lambda表达式为C++编程带来了更高的灵活性和简洁性。通过上面的实例，我们可以看到Lambda表达式在多种场景下的应用。合理使用Lambda表达式可以使代码更加清晰可见、简洁，同时节约编程高效能。

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