讲解 C++ 匿名函数

匿名函数，也叫 Lambda 表达式，是 C++ 11 提出的特性，匿名函数能使得我们的程序更加灵活轻便。

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基本语法

[capture](para) -> returnType { body }

• capture ：闭包
• para ：参数
• returnType ：返回类型
• body ：函数体

示例：

auto fun = [](int x, int y) { return x + y; };
std::cout << fun(1, 2) << '\n'; // 3

闭包

capture 称为闭包，作用是引用匿名函数体外的变量，其有如下格式：

[]						// 不引用外部变量，无法在函数体内使用外部变量
[x, &y]				// x 按值捕获，y 按照引用捕获
[&]						// 可以捕获所有外部变量，按照引用捕获
[=]						// 可以捕获所有外部变量，按照值捕获
[&, x]				// x 按照值捕获，其余所有变量按照引用捕获
[=, &y]				// y 按照引用捕获，其余所有变量按照值捕获
[this]				// 通过引用捕获当前对象
[*this]				// 通过传值的方式捕获当前对象

示例：

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {

    int sum = 0;
    std::vector<int> arr = {1, 2, 3, 4, 5};

    auto fun = [&sum](int x) { sum += x; };
    // auto fun = [sum](int x) { sum += x; }; 报错，sum 必须是可修改的左值，故只能通过引用的方式捕获

    for (int x : arr) {
        fun(x);
    }

    std::cout << sum << '\n'; // 15

    return 0;
}

运用

匿名函数的运用十分灵活，以下我们举几个常见的例子：

• 在 STL 的排序函数中自定义排序方式：

  #include <iostream>
  #include <vector>
  #include <algorithm>
  
  struct Student {
      std::string name;
      int grade;
  };
  
  int main() {
  
      std::vector<Student> s_arr = {{"Jack", 99}, {"Alice", 97}, {"Bob", 83}, {"Carl", 100}, {"Clara", 66}};
      std::sort(s_arr.begin(), s_arr.end(), [](const Student& s1, const Student& s2) {
          return s1.grade > s2.grade;
      }); // 自定义学生成绩按照降序排序
  
      for (const auto& s : s_arr) {
          std::cout << s.name << ' ' << s.grade << '\n';
      }
      // Carl 100
      // Jack 99
      // Alice 97
      // Bob 83
      // Clara 66
  
      return 0;
  }

• 定义一个匿名函数作为参数的函数：

  #include <iostream>
  
  double solve(std::function<double(double)> fn, double left, double right, int n) {
      // 求一元函数在区间 [left, right] 的定积分
      double res = -fn(left) + fn(right);
      double d = (right - left) / n;
      for (int i = 0; i < n; i++) {
          res += 2 * fn(left + i * d) + 4 * fn(left + (i + 0.5) * d);
      }
  
      return d * res / 6;
  }
  
  int main() {
  
      std::cout << solve([](double x) { return x * x * x; }, 0, 1, 10) << '\n'; // 0.25
  
      return 0;
  }