在現代 C++ 編程中，Lambda 表達式是一個非常強大且靈活的工具。它可以幫助我們編寫更簡潔，更清晰，更易于理解的代碼。在本文中，我們將詳細介紹如何在 C++ 中使用 Lambda 表達式。

什么是 Lambda 表達式？

Lambda 表達式，也稱為匿名函數，是一種在 C++11 中引入的新特性。它允許我們在需要函數的地方直接定義并使用函數，而無需事先聲明。以下是一個簡單的 Lambda 表達式示例：

auto lambda = [](int x, int y) { return x + y; };
int result = lambda(5, 3);  // 結果為8

上述代碼中，我們定義了一個 Lambda 表達式 lambda，它接受兩個整數參數 x 和 y，并返回它們的和。然后，我們調用了這個 Lambda 表達式，輸入 5 和 3，并將結果存儲在 result 中。

Lambda 表達式的語法

Lambda 表達式的基本語法如下：

[捕獲列表] (參數列表) mutable (可選) noexcept (可選) -> 返回類型 (可選) { 函數體 }

• 捕獲列表：定義了外部變量的訪問方式。可以是值捕獲（[=]）或引用捕獲（[&]），也可以是混合模式（[=, &x] 或 [&, x]）。空捕獲列表 [] 表示 Lambda 表達式不能訪問任何外部變量。
• 參數列表：就像常規函數一樣，定義了 Lambda 表達式接受的參數。
• mutable：如果 Lambda 表達式需要修改通過值捕獲的外部變量，需要使用 mutable 關鍵字。
• noexcept：如果 Lambda 表達式保證不會拋出異常，可以使用 noexcept 關鍵字。
• 返回類型：可以顯式指定 Lambda 表達式的返回類型。如果省略，編譯器會自動推斷。
• 函數體：定義了 Lambda 表達式的操作。

Lambda 表達式的應用

Lambda 表達式可以用于許多情況，例如排序、查找、線程同步等。下面是一些常見的示例。

例1：排序

假設我們有一個人員對象列表，每個對象都有姓名和年齡屬性。我們希望按年齡對這些對象進行排序。以下是如何使用 Lambda 表達式實現這一點：

struct Person {
    std::string name;
    int age;
};

std::vector<Person> people = {{"Tom", 23}, {"Jerry", 20}, {"Spike", 25}};

std::sort(people.begin(), people.end(), [](const Person &a, const Person &b) {
    return a.age < b.age;
});

在此代碼中，我們使用 Lambda 表達式作為 std::sort 函數的第三個參數。這個 Lambda 表達式接受兩個 Person 對象作為參數，并返回一個布爾值，表示 a 是否應該在 b 之前。

例2：線程同步

使用 Lambda 表達式，我們可以簡潔地在多線程環境中使用互斥量。

std::mutex m;
int shared_var = 0;

auto increment = [&]() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
    ++shared_var;
};

在此代碼中，我們使用了 Lambda 表達式來封裝對互斥量的鎖定和對共享變量的修改。

結論

Lambda 表達式是現代 C++ 的一個重要特性。它提供了一種簡潔且強大的方式來定義和使用匿名函數，使我們的代碼更具可讀性和靈活性。通過了解和熟練使用 Lambda 表達式，可以提高我們的編程效率。