Lambda表達式

不少高級語言裏引入了lambda表達式的概念，即匿名函數。以往C++須要傳入一個函數的時候，必須事先進行聲明，視狀況能夠聲明爲一個普通函數而後傳入函數指針，或者聲明一個funtor，而後傳入一個對象。
但這種傳統方法太過複雜，一個簡單的遍歷輸出就須要聲明一個類或者函數，原本用於簡化語法的東西卻使語法大大複雜化。
好比一個用隨機數填充數組的例子：
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <iterator>
#include <algorithm>
using namespace std;

class mi_rand

{
�
    public:
�
        mi_rand (int start_pos, int end_pos)
�
        : a(start_pos), b(end_pos)
�
        {}

�
        unsigned operator () ()
�
        {
�
            return rand() % (b-a+1) + a;
�
        }

�
    private:
�
        int a, b;
};

int main()
{
�
    const int SIZE = 20;
�
    int array[SIZE];
�
    generate_n (array, SIZE, mi_rand (1, 30));
�
   
�
    copy (array, array + SIZE,
�
          ostream_iterator<int> (cout, " "));
�
    cout << endl;
�
   
�
    return 0;
}
示例中，generate_n的目的是使填充數組的操做簡單化，但爲了這種簡單化卻要額外聲明一個類。輸出數組時利用STL的確能進行語法上的簡化，可是這種簡化卻要求對STL很是瞭解，並且拓展性很是差。
所幸，在c++0x標準中終於引入了lambda表達式，目前 VS 2010 和 g++ 4.5 已經進行了試驗性的實現。針對上面的填充和輸出操做，下面是使用lambda表達式的簡化版：
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main()
{
�
    const int SIZE = 20;
�
    int array[SIZE];
�
    generate_n (array, SIZE,
�
                [] () { return rand() % 30 + 1; });

�
    for_each (array, array + SIZE,
�
              [] (int a){ cout << a << " "; });
�
   
�
    return 0;
}

編譯時須要注意的是，VS要求版本在2010以上，編譯時須要加上 /EHsc 參數。使用g++編譯的話版本要在版本4.5以上，並加上 --std=c++0x 參數。
g++目前（10年八月）的最新版本爲4.51，你能夠到 http://gcc.gnu.org/自行下載編譯。ubuntu下能夠經過 PPA for Ubuntu Toolchain Hackers直接安裝二進制版本。

下面將闡述lambda表達式的語法，內容主要參考自 Lambda Expression Syntax。
如圖，lambda表達式由下面幾個部分構成：

lambda-introducer （捕獲字段）
lambda-parameter-declaration-list （變量列表）
mutable-specification （捕獲的變量能否修改）
exception-specification （異常設定）
lambda-return-type-clause （返回類型）
compound-statement （函數體）
外部變量的捕獲規則
默認狀況下，即捕獲字段爲 [] 時，lambda表達式是不能訪問任何外部變量的，即表達式的函數體內沒法訪問當前做用域下的變量。
若是要設定表達式可以訪問外部變量，能夠在 [] 內寫入 & 或者 = 加上變量名，其中 & 表示按引用訪問，= 表示按值訪問，變量之間用逗號分隔，好比 [=factor, &total] 表示按值訪問變量 factor，而按引用訪問 total。
不加變量名時表示設置默認捕獲字段，外部變量將按照默認字段獲取，後面在書寫變量名時不加符號表示按默認字段設置，好比下面三條字段都是同一含義：
[&total, factor]
[&, factor]
[=, &total]
參數列表
lambda表達式的參數列表基本和函數的一致，不過有以下限制：
參數列表不能有默認參數
不能是可變參數列表
全部的參數必須有個變量名
若是你不提供 mutable-specification, exception-specification, 以及 lambda-return-type-clause，參數列表是也能夠省略的。以下面的表達式：
int main()
{
�
   int x = 4;
�
   int y = 5;
�
   int z = [=] { return x + y; }();
}
可否修改捕獲的變量
若是在參數列表後加上了 mutable，則表示表達式能夠修改按值捕獲的外部變量的拷貝。
異常設置
和函數同樣，能夠用 throw 來限定表達式可以拋出哪些異常。
返回類型
若是設置返回類型，你須要在類型名前面加上 ->。若是你只有一個返回語句的話，返回類型能夠省略，編譯器將會爲你作出判斷。
函數體
lambda表達式的函數體和普通函數大體相同。

下面是lambda表達式的幾個完整例子：
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

// The number of elements in the vector.
const int elementCount = 9;

int main()
{
�
   // Create a vector object with each element set to 1.
�
   vector<int> v(elementCount, 1);

�
   // These variables hold the previous two elements of the vector.
�
   int x = 1;
�
   int y = 1;

�
   // Assign each element in the vector to the sum of the
�
   // previous two elements.
�
   generate_n(v.begin() + 2, elementCount - 2, [=]() mutable throw() -> int {
�
     
�
      // Generate current value.
�
      int n = x + y;

�
      // Update previous two values.
�
      x = y;
�
      y = n;

�
      return n;
�
   });

�
   // Print the contents of the vector.
�
   for_each(v.begin(), v.end(), [](int n) { cout << n << " "; });
�
   cout << endl;

�
   // Print the local variables x and y.
�
   // The values of x and y hold their initial values because
�
   // they are captured by value.
�
   cout << x << " " << y << endl;
}
#include <functional>

int main()
{
�
   // Assign the lambda expression that adds two numbers to an auto variable.
�
   auto f1 = [] (int x, int y) { return x + y; };

�
   // Assign the same lambda expression to a function object.
�
   using namespace std::tr1;
�
   function<int (int, int)> f2 = [] (int x, int y) { return x + y; };
}

更多例子請參閱 Examples of Lambda Expressions，本文的數個例子也多來源於此。