函数对象与Lambdas
你编写代码时，尤其是使用 STL 算法时，可能会使用函数指针和函数对象来解决问题和执行计算。函数指针和函数对象各有利弊。例如，函数指针具有最低的语法开销，但不保持范围内的状态，函数对象可保持状态，但需要类定义的语法开销。
lambda 结合了函数指针和函数对象的优点并避免其缺点。lambda 与函数对象相似的是灵活并且可以保持状态，但不同的是其简洁的语法不需要显式类定义。 使用lambda，相比等效的函数对象代码，您可以写出不太复杂并且不容易出错的代码。
下面的示例比较lambda和函数对象的使用。 第一个示例使用 lambda 向控制台打印 vector 对象中的每个元素是偶数还是奇数。第二个示例使用函数对象来完成相同任务。
示例 1：使用 lambda
此示例将一个 lambda 传递给 for_each 函数。该 lambda 打印一个结果，该结果指出 vector 对象中的每个元素是偶数还是奇数。
代码
// even_lambda.cpp
// compile with: cl /EHsc /nologo /W4 /MTd
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
// Create a vector object that contains 10 elements.
vector<int> v;
for (int i = 1; i < 10; ++i) {
v.push_back(i);
}
// Count the number of even numbers in the vector by
// using the for_each function and a lambda.
int evenCount = 0;
for_each(v.begin(), v.end(), [&evenCount] (int n) {
cout << n;
if (n % 2 == 0) {
cout << "is even" << endl;
++evenCount;
} else {
cout << "is odd" << endl;
}
});
// Print the count of even numbers to the console.
cout << "There are " << evenCount
<< " even numbers in the vector." << endl;
}
</div>
输出
1 is even 2 is odd 3 is even 4 is odd 5 is even 6 is odd 7 is even 8 is odd 9 is even There are 4 even numbers in the vector.</div>
批注
在此示例中，for_each 函数的第三个参数是一个lambda。 [&evenCount] 部分指定表达式的捕获子句，(int n) 指定参数列表，剩余部分指定表达式的主体。
示例 2：使用函数对象
有时 lambda 过于庞大，无法在上一示例的基础上大幅度扩展。下一示例使用函数对象（而非 lambda）以及 for_each 函数，以产生与示例 1 相同的结果。两个示例都在 vector 对象中存储偶数的个数。为保持运算的状态，FunctorClass 类通过引用存储 m_evenCount 变量作为成员变量。为执行该运算，FunctorClass 实现函数调用运算符 operator()。Visual C++ 编译器生成的代码与示例 1 中的 lambda 代码在大小和性能上相差无几。对于类似本文中示例的基本问题，较为简单的 lambda 设计可能优于函数对象设计。但是，如果你认为该功能在将来可能需要重大扩展，则使用函数对象设计，这样代码维护会更简单。
有关 operator() 的详细信息，请参阅函数调用 (C++)。
代码
// even_functor.cpp
// compile with: /EHsc
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
class FunctorClass
{
public:
// The required constructor for this example.
explicit FunctorClass(int& evenCount)
: m_evenCount(evenCount) { }
// The function-call operator prints whether the number is
// even or odd. If the number is even, this method updates
// the counter.
void operator()(int n) const {
cout << n;
if (n % 2 == 0) {
cout << " is even " << endl;
++m_evenCount;
} else {
cout << " is odd " << endl;
}
}
private:
// Default assignment operator to silence warning C4512.
FunctorClass& operator=(const FunctorClass&);
int& m_evenCount; // the number of even variables in the vector.
};
int main()
{
// Create a vector object that contains 10 elements.
vector<int> v;
for (int i = 1; i < 10; ++i) {
v.push_back(i);
}
// Count the number of even numbers in the vector by
// using the for_each function and a function object.
int evenCount = 0;
for_each(v.begin(), v.end(), FunctorClass(evenCount));
// Print the count of even numbers to the console.
cout << "There are " << evenCount
<< " even numbers in the vector." << endl;
}
</div>
输出
1 is even 2 is odd 3 is even 4 is odd 5 is even 6 is odd 7 is even 8 is odd 9 is even There are 4 even numbers in the vector.
</div>
声明 Lambda 表达式
示例 1
由于 lambda 表达式已类型化，所以你可以将其指派给 auto 变量或 function 对象，如下所示：
代码
// declaring_lambda_expressions1.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <functional>
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
// Assign the lambda expression that adds two numbers to an auto variable.
auto f1 = [](int x, int y) { return x + y; };
cout << f1(2, 3) << endl;
// Assign the same lambda expression to a function object.
function<int(int, int)> f2 = [](int x, int y) { return x + y; };
cout << f2(3, 4) << endl;
}
</div>
输出
5 7</div>
备注
虽然 lambda 表达式多在函数的主体中声明，但是可以在初始化变量的任何地方声明。
示例 2
Visual C++ 编译器将在声明而非调用 lambda 表达式时，将表达式绑定到捕获的变量。以下示例显示一个通过值捕获局部变量 i 并通过引用捕获局部变量 j 的 lambda 表达式。由于 lambda 表达式通过值捕获 i，因此在程序后面部分中重新指派 i 不影响该表达式的结果。但是，由于 lambda 表达式通过引用捕获 j，因此重新指派 j 会影响该表达式的结果。
代码
// declaring_lambda_expressions2.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <functional>
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
int i = 3;
int j = 5;
// The following lambda expression captures i by value and
// j by reference.
function<int (void)> f = [i, &j] { return i + j; };
// Change the values of i and j.
i = 22;
j = 44;
// Call f and print its result.
cout << f() << endl;
}
</div>
输出
47</div>
调用 Lambda 表达式
你可以立即调用 lambda 表达式，如下面的代码片段所示。第二个代码片段演示如何将 lambda 作为参数传递给标准模板库 (STL) 算法，例如 find_if。
示例 1
以下示例声明的 lambda 表达式将返回两个整数的总和并使用参数 5 和 4 立即调用该表达式：
代码
// calling_lambda_expressions1.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
int n = [] (int x, int y) { return x + y; }(5, 4);
cout << n << endl;
}
</div>
输出
示例 2
以下示例将 lambda 表达式作为参数传递给 find_if 函数。如果 lambda 表达式的参数是偶数，则返回 true。
代码
// calling_lambda_expressions2.cpp
// compile with: /EHsc /W4
#include <list>
#include <algorithm>
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
// Create a list of integers with a few initial elements.
list<int> numbers;
numbers.push_back(13);
numbers.push_back(17);
numbers.push_back(42);
numbers.push_back(46);
numbers.push_back(99);
// Use the find_if function and a lambda expr