Lambda 表达式语法

## 本文内容

1.  [函数对象与 lambda](#function-objects-vs-lambdas)
2.  [示例 1：使用 lambda](#example-1-using-a-lambda)
3.  [示例 2：使用函数对象](#example-2-using-a-function-object)
4.  [另请参阅](#see-also)

本文演示了 lambda 表达式的语法和结构化元素。

## 函数对象与 lambda

当你编写代码时，可能会使用函数指针和函数对象来解决问题和执行计算，尤其是当使用 [C++ 标准库算法](https://learn.microsoft.com/zh-cn/cpp/standard-library/algorithms?view=msvc-170)时。 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。 与函数对象一样，lambda 是灵活的并且可以保持状态，但与函数对象不同之处在于其简洁的语法不需要显式类定义。 使用 lambda，你可以编写出比等效的函数对象代码更简洁、更不容易出错的代码。

以下示例将比较 lambda 的用途和函数对象的用途。 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

```cpp
// 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 9 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;
}
```

Output
```shell
1 is odd
2 is even
3 is odd
4 is even
5 is odd
6 is even
7 is odd
8 is even
9 is odd
There are 4 even numbers in the vector.
```

### 注释

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。 下一示例将函数对象（而非 lambda）用于 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。 为了执行运算，`FunctorClass` 将实现函数调用运算符 operator()。 Microsoft 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](https://learn.microsoft.com/zh-cn/cpp/cpp/function-call-cpp?view=msvc-170)。 有关 for\_each 函数的详细信息，请参阅 [for\_each](https://learn.microsoft.com/zh-cn/cpp/standard-library/algorithm-functions?view=msvc-170#for_each)。

### 代码

```cpp
// 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 9 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;
}
```

Output
```shell
1 is odd
2 is even
3 is odd
4 is even
5 is odd
6 is even
7 is odd
8 is even
9 is odd
There are 4 even numbers in the vector.
```

## 另请参阅

[Lambda 表达式](https://learn.microsoft.com/zh-cn/cpp/cpp/lambda-expressions-in-cpp?view=msvc-170)  
[Lambda 表达式的示例](https://learn.microsoft.com/zh-cn/cpp/cpp/examples-of-lambda-expressions?view=msvc-170)  
[generate](https://learn.microsoft.com/zh-cn/cpp/standard-library/algorithm-functions?view=msvc-170#generate)  
[generate\_n](https://learn.microsoft.com/zh-cn/cpp/standard-library/algorithm-functions?view=msvc-170#generate_n)  
[for\_each](https://learn.microsoft.com/zh-cn/cpp/standard-library/algorithm-functions?view=msvc-170#for_each)  
[异常规范 (throw)](https://learn.microsoft.com/zh-cn/cpp/cpp/exception-specifications-throw-cpp?view=msvc-170)  
[编译器警告（等级 1）C4297](https://learn.microsoft.com/zh-cn/cpp/error-messages/compiler-warnings/compiler-warning-level-1-c4297?view=msvc-170)  
[Microsoft 专用的修饰符](https://learn.microsoft.com/zh-cn/cpp/cpp/microsoft-specific-modifiers?view=msvc-170)