C++ Primer : 第十章 : 泛型算法 之 lambda表达式和bind函数

一、lambda表达式

lambda表达式原型： [capture list] (parameter list) -> retrue type { function body }

一个lambda表达式表示一个可调用的代码单元，可以理解为一个未命名的内联函数。一个lambad表达式包含 ： 一个捕获列表，一个参数列表，一个返回类型和函数体。

但与函数不同的是，lambda可能定义在函数内部。 lambda可以忽略参数列表和返回类型，但必须包含捕获列表和函数体。 

如果一个lambda的函数体包含任何单一的return语句之外的内容，且未指定返回类型，则返回void

1. 捕获列表

lambda的捕获列表只用于局部的非static变量，它可以直接使用局部static变量和它所在函数之外声明的名字。lambda只有在其捕获列表中捕获了一个它所在函数中的局部非static变量，它的函数体才可以使用该变量。

捕获方式有两种 ： 值捕获和引用捕获 另外还有 隐式捕获

值捕获 ： 和传值参数类似，lambda进行值捕获的时候拷贝变量，与参数不同，lambda的值捕获进行拷贝时是创建时拷贝，而不是调用时拷贝。

引用捕获：引用捕获和引用传递参数类似，不拷贝变量，但应该注意的是，我们lambda在进行引用捕获时，要确保被引用的对象在lambda执行的时候是存在的。

 

隐式捕获 ： 值捕获和引用捕获都是显示列出了我们想要捕获的变量，我们还可以让编译器根据lambda体中的代码来推断我们要使用哪些变量，我们需要在捕获列表里写一个 & 或者 =。 &告诉编译器采用引用捕获方式，= 是值捕获方式。还可以混合使用显示和隐式捕获方式。

当我们混合使用显示和隐式捕获方式时，捕获列表中的第一个元素必须是一个&或=， 指定默认的捕获方式为值或引用。  而且显示捕获的变量必须使用与隐式捕获不同的凡是。如果隐式捕获时引用方式，则显示捕获必须是值方式。

lambda捕获列表

[ ]	空捕获列表，lambda不能使用所在函数中的变量
[names]	names是一个逗号分隔的名字列表，都是lambda所在函数的变量，默认情况下，捕获列表中的变量都被拷贝
[&]	隐式捕获列表，采用引用捕获方式。lambda体中所使用的来自所在函数的实体都采用引用方式使用
[=]	隐式捕获列表，采用值捕获方式。lambda体中所使用的来自所在函数的实体都采用饮用方式使用
[&,identifer_list]	identifer_list是一个逗号分隔的名字列表，包含0个或多个来自所在函数的变量，这些变量都采用值捕获方式，而不在这些列表中的变量则使用引用捕获方式, identifer_list中变量前不能使用&
[=,identifer_list]	identifer_list是一个逗号分隔的名字列表，包含0个或多个来自所在函数的变量，这些变量都采用引用捕获方式，而不在这些列表中的变量则使用值捕获方式，identifer_list中的名字不能包括this，且这些名字前必须使用&

默认情况下，值捕获的变量，lambda不会改变其值，如果我们希望改变一个被值捕获的变量，就把关键字 mutable 跟随在参数列表后

void func(){
    size_t i = 0;
    auto f = [i] () mutable { return ++i; }
    cout << "i = " << i << endl;
}

输出 i = 1

2. 指定lambda返回类型

前面我们说，如果一个lambda的函数体包含任何单一的return语句之外的内容，且未指定返回类型，则返回void。

transform(v.begin(), v.end(), v.begin(), [] (int i) {if (i < 0) return -i; else return i;})

这段程序将产生错误，因为编译器推断出lambda返回一个void，但它返回一个int值。

我们需要使用尾置返回类型来指定lambda的返回类型：

transform(v.begin(), v.end(), v.begin(), [] (int i) -> int {if (i < 0) return -i; else return i;})

二、参数绑定 bind函数

标准库bind函数定义在头文件 <functional>中，它接受一个可调用对象，来生成一个新的可调用对象来适用原对象的参数列表。

调用bind的一般形式为：

auto newCallable = bind(callable, arg_list);

newCallable本身是一个可调用对象，arg_list是一个逗号分隔的参数列表，对应给定的callable的参数。当我们调用newCallable时，newCallable会调用callable，并传递给callable对应的参数arg_list。

 arg_list中会出现形如 _n的名字，n是一个整数，从1开始。这些参数是"占位符"， 表示newCallable的参数。它们占据了传递给newCallable的参数的位置，数值n表示生成的可调用对象中参数的位置。

名字 _n 都定义在一个名为placeholders的命名空间里，而这个命名空间则包含在std命名空间里。我们要用这些占位符时，就需要using声明：

using std::placeholders::_n

与bind一样，placeholders命名空间也定义在 <functional> 头文件中。

bind的参数 

例：

// g是一个有两个参数的可调用对象
auto g = bind(f, a, b, _2, c, _1);

这样一来，我们传递给g对象的参数，按位置绑定到占位符上，第一个参数绑定到_1， 第二个绑定到_2.

实际上，这个bind调用会将  g(_1, _2) 映射为 f (a, b, _2, c, _1)，例如调用g(X, Y)会调用 f (a, b, Y, c, X)

默认情况下，bind的那些不是占位符的参数被拷贝到返回的可调用对象中。对有些绑定的参数我们希望以引用方式传递，或是要绑定参数的类型无法拷贝。

// 错误，不能拷贝os
for_each(words.begin(), words.end(), bind(print, os, _1, ' '));

我们不能拷贝一个ostream对象，如果我们希望传递给bind一个对象但不拷贝它，就必须使用标准库ref函数。

函数ref返回一个对象，包含给定的引用。还有一个cref函数，生成一个const引用的类。ref和cref函数也定义在 <functional>头文件中。