再也不怕 C++11 的 Lambda 了！五分鐘從小白變大神
大家好啊，我是小康。
今天咱們聊一個(gè)聽(tīng)起來(lái)挺唬人，但用起來(lái)超級(jí)方便的東西——C++11的 Lambda 表達(dá)式！啥？聽(tīng)名字就頭大？別急，跟著我這篇文章走，保證你看完直呼："原來(lái)這么簡(jiǎn)單啊！"
一、什么是 Lambda 表達(dá)式？先別慌！
要是有人問(wèn)你 Lambda 是啥，你可以拍拍胸脯說(shuō)："不就是個(gè)匿名函數(shù)嘛，小意思！"
通俗點(diǎn)說(shuō)，Lambda就是一個(gè)沒(méi)有名字的小函數(shù)，寫(xiě)完就能用，不用大費(fèi)周章地去定義一個(gè)正式函數(shù)。
舉個(gè)生活中的例子吧：
- 正式函數(shù)就像你叫了個(gè)專業(yè)廚師來(lái)家里做飯，走正規(guī)流程，備菜、炒菜、上菜，還得提前預(yù)約。
- Lambda就像你肚子餓了，隨手煮個(gè)泡面加個(gè)雞蛋，3分鐘搞定，吃完就走人。
是不是瞬間覺(jué)得沒(méi)那么可怕了？
二、Lambda表達(dá)式長(zhǎng)啥樣？
先來(lái)看看 Lambda 的基本樣子：
[捕獲列表](參數(shù)列表) -> 返回類型 { 函數(shù)體 }看起來(lái)挺復(fù)雜？別怕，我們把它拆開(kāi)來(lái)看：
- [捕獲列表]：決定外部變量怎么進(jìn)入Lambda的小房間
- (參數(shù)列表)：和普通函數(shù)一樣，接收參數(shù)
- -> 返回類型：告訴編譯器返回啥東西（通常可以省略，編譯器自己能猜出來(lái)）
- { 函數(shù)體 }：就是要執(zhí)行的代碼唄
來(lái)個(gè)最簡(jiǎn)單的 Lambda 例子：
#include <iostream>
int main() {
// 一個(gè)簡(jiǎn)單的Lambda，不接收參數(shù)，返回整數(shù)5
auto sayHi = []() { return 5; };
std::cout << "Lambda返回值: " << sayHi() << std::endl;
return 0;
}輸出結(jié)果：
Lambda返回值: 5是不是沒(méi)想到竟然這么簡(jiǎn)單？接下來(lái)我們?cè)偕钊肓私庖幌拢?/p>
三、捕獲列表：Lambda的"購(gòu)物袋"
捕獲列表可能是 Lambda 里最讓人困惑的部分。簡(jiǎn)單說(shuō)，它決定了Lambda能不能使用它外部的變量。
想象 Lambda 是個(gè)小超市，捕獲列表就是你進(jìn)門(mén)時(shí)拿的購(gòu)物袋，決定了你能把外面的什么東西帶進(jìn)超市。
幾種常見(jiàn)的"購(gòu)物方式"：
- [] - 空購(gòu)物袋，啥也不帶（不捕獲任何外部變量）
- [=] - 大購(gòu)物袋，把所有能看到的外部變量都復(fù)制一份帶進(jìn)去
- [&] - 神奇透明袋，不復(fù)制外部變量，直接在原地操作它們
- [a, &b] - 混合袋，復(fù)制變量a，直接操作變量b
- [this] - 帶著自己的身份證（捕獲當(dāng)前對(duì)象的this指針）
來(lái)看個(gè)例子：
#include <iostream>
int main() {
int number = 10;
int factor = 5;
// 不捕獲任何變量
auto lambda1 = []() {
// std::cout << number; // 錯(cuò)誤：看不到外部變量
std::cout << "我啥也沒(méi)捕獲到" << std::endl;
};
// 以值方式捕獲所有變量
auto lambda2 = [=]() {
std::cout << "我復(fù)制了number的值: " << number << std::endl;
// number = 20; // 錯(cuò)誤：復(fù)制的值不能修改
};
// 以引用方式捕獲所有變量
auto lambda3 = [&]() {
number = 20; // 可以修改原始變量
std::cout << "我修改了number: " << number << std::endl;
};
// 混合捕獲：值捕獲number，引用捕獲factor
auto lambda4 = [number, &factor]() {
// number = 30; // 錯(cuò)誤：值捕獲的變量不能修改
factor = 15; // 正確：引用捕獲的變量可以修改
std::cout << "number: " << number << ", factor: " << factor << std::endl;
};
lambda1();
lambda2();
lambda3();
lambda4();
std::cout << "最終number: " << number << ", factor: " << factor << std::endl;
return 0;
}輸出結(jié)果：
我啥也沒(méi)捕獲到
我復(fù)制了number的值: 10
我修改了number: 20
number: 20, factor: 15
最終number: 20, factor: 15看出區(qū)別了嗎？[=]只是復(fù)制了一份，[&]直接改了原始值！
四、Lambda參數(shù)：和普通函數(shù)一樣嘛
這部分最簡(jiǎn)單，和普通函數(shù)的參數(shù)完全一樣：
#include <iostream>
int main() {
// 接收兩個(gè)參數(shù)的Lambda
auto add = [](int a, int b) {
return a + b;
};
std::cout << "3 + 5 = " << add(3, 5) << std::endl;
return 0;
}輸出結(jié)果：
3 + 5 = 8五、Lambda的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用：排序、過(guò)濾樣樣行
說(shuō)了這么多，Lambda 到底在哪里特別好用呢？最常見(jiàn)的就是和 STL 算法的結(jié)合使用。
1. 自定義排序
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
int main() {
std::vector<int> numbers = {5, 3, 1, 4, 2};
// 使用Lambda進(jìn)行降序排序
std::sort(numbers.begin(), numbers.end(), [](int a, int b) {
return a > b; // 降序排列
});
std::cout << "降序排序后: ";
for (int n : numbers) {
std::cout << n << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}輸出結(jié)果：
降序排序后: 5 4 3 2 1如果沒(méi)有Lambda，你得單獨(dú)定義一個(gè)比較函數(shù)，代碼會(huì)變得又臭又長(zhǎng)。有了Lambda，一行搞定！
2. 自定義查找
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <string>
struct Person {
std::string name;
int age;
};
int main() {
std::vector<Person> people = {
{"張三", 25},
{"李四", 30},
{"王五", 22}
};
// 查找年齡大于25的第一個(gè)人
auto it = std::find_if(people.begin(), people.end(), [](const Person& p) {
return p.age > 25;
});
if (it != people.end()) {
std::cout << "找到年齡大于25的人: " << it->name << ", " << it->age << "歲" << std::endl;
} else {
std::cout << "沒(méi)找到符合條件的人" << std::endl;
}
return 0;
}輸出結(jié)果：
找到年齡大于25的人: 李四, 30歲六、Lambda歡樂(lè)進(jìn)階：閉包那些事兒
Lambda還有個(gè)高級(jí)玩法叫"閉包"，簡(jiǎn)單說(shuō)就是Lambda可以"記住"它創(chuàng)建時(shí)的環(huán)境。聽(tīng)著復(fù)雜？看例子就明白了：
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
// 工廠函數(shù)，返回一個(gè)計(jì)數(shù)器Lambda
auto makeCounter(int startFrom) {
return [startFrom]() mutable {
return startFrom++;
};
}
int main() {
// 創(chuàng)建兩個(gè)不同的計(jì)數(shù)器
auto counter1 = makeCounter(5);
auto counter2 = makeCounter(100);
// 使用計(jì)數(shù)器
std::cout << "計(jì)數(shù)器1: ";
for (int i = 0; i < 3; i++) {
std::cout << counter1() << " ";
}
std::cout << std::endl;
std::cout << "計(jì)數(shù)器2: ";
for (int i = 0; i < 3; i++) {
std::cout << counter2() << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}輸出結(jié)果：
計(jì)數(shù)器1: 5 6 7
計(jì)數(shù)器2: 100 101 102注意這里的mutable關(guān)鍵字，它允許Lambda修改捕獲的值。如果沒(méi)有mutable，Lambda捕獲的值就是只讀的。
七、實(shí)用技巧：Lambda你能這樣玩
技巧1：使用泛型Lambda處理不同類型（C++14特性，但可在C++11中模擬）
// C++11中使用模板函數(shù)對(duì)象模擬泛型Lambda
struct GenericMultiplier {
template<typename T, typename U>
auto operator()(T a, U b) -> decltype(a * b) {
return a * b;
}
};
int main() {
GenericMultiplier multiplier;
// 可以處理不同類型
std::cout << "整數(shù)相乘: " << multiplier(5, 10) << std::endl;
std::cout << "浮點(diǎn)數(shù)相乘: " << multiplier(2.5, 4.0) << std::endl;
std::cout << "混合類型: " << multiplier(5, 3.14) << std::endl;
return 0;
}輸出結(jié)果:
整數(shù)相乘: 50
浮點(diǎn)數(shù)相乘: 10
混合類型: 15.7雖然 C++11 不直接支持泛型Lambda，但我們可以通過(guò)函數(shù)對(duì)象模擬這一功能，這是 Lambda 底層實(shí)現(xiàn)的本質(zhì)。
技巧2：遞歸Lambda（自己調(diào)用自己）
#include <iostream>
#include <functional>
int main() {
// 計(jì)算階乘的遞歸Lambda
std::function<int(int)> factorial = [&factorial](int n) {
return n <= 1 ? 1 : n * factorial(n - 1);
};
std::cout << "5的階乘: " << factorial(5) << std::endl;
return 0;
}輸出結(jié)果：
5的階乘: 120為啥要用std::function？因?yàn)檫f歸需要Lambda引用自己，普通auto變量在定義前不能使用。
技巧3：條件篩選
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
int main() {
std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
std::vector<int> evenNumbers;
// 篩選出偶數(shù)
std::copy_if(numbers.begin(), numbers.end(), std::back_inserter(evenNumbers),
[](int n) { return n % 2 == 0; });
std::cout << "偶數(shù)有: ";
for (int n : evenNumbers) {
std::cout << n << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}輸出結(jié)果：
偶數(shù)有: 2 4 6 8 10八、總結(jié)：Lambda，你值得擁有！
看到這里，相信你已經(jīng)不再害怕Lambda表達(dá)式了！簡(jiǎn)單總結(jié)一下：
- Lambda是匿名函數(shù)，用完就走，干凈利落
- 基本語(yǔ)法：[捕獲列表](參數(shù)列表) -> 返回類型 { 函數(shù)體 }
- 捕獲列表控制外部變量如何進(jìn)入Lambda：[], [=], [&], [變量名]
- Lambda最適合用在需要傳遞函數(shù)作為參數(shù)的場(chǎng)景，特別是和STL算法結(jié)合使用
掌握了Lambda，你的 C++ 代碼會(huì)變得更簡(jiǎn)潔、更靈活、更現(xiàn)代！不再需要為了一個(gè)小功能定義一大堆函數(shù)了，用 Lambda 一行搞定！
最后送大家一句話："代碼越短，bug越少；Lambda一出，天下安寧！"
