lambda表达式

根据算法接受一元谓词还是二元谓词，我们传递给算法的谓词必须严格接受一个或两个参数。但是，有时我们希望进行的操作需要更多参数，超出了算法对谓词的限制。这就需要用到lambda表达式。

我们可以向一个算法传递任何类别的可调用对象（callable object）。对于一个对象或者表达式，如果可以对其使用调用运算符，则称它为可调用的。即，如果e是一个可调用的表达式，则我们可以编写代码e(args)，其中args是一个逗号分隔的一个或多个参数的列表。

四种可调用对象：函数，函数指针，重载了函数调用运算符的类和lambda表达式。
一个lambda表达式表示一个可调用的代码单元。我们可以将其理解为一个未命名的内联函数。与任何函数类似，一个lambda具有一个返回类型，一个参数列表和一个函数体。但与函数不同，lambda可能定义在函数内部，一个lambda表达式具有如下形式：

[capture list](parameter list)->return type{function body}

其中capture list是一个lambda所在函数中定义的局部变量的列表（通常为空）；return type和function body与任何普通函数一样分别表示返回类型，参数列表和函数体。但是，与普通函数不同，lambda必须使用尾置返回来指定返回类型。我们可以忽略参数列表和返回类型，但必须永远包含捕获列表和函数体。

auto f = []{return 42;}
cout << f() << endl;

在lambda中忽略括号和参数列表等价于指定一个空参数列表。如果忽略返回类型，lambda根据函数体中的代码推断出返回类型。如果函数体只是一个return语句，则返回类型从返回的表达式的类型推断而来。如果lambda的函数体包含任何单一return语句之外的内容，且未指定返回类型，则返回void.
与一个普通函数调用类似，调用一个lambda时给定的实参被用来初始化lambda的形参。通常，实参和形参的类型必须匹配。但与普通函数不同，lambda不能有默认参数。因此，一个lambda调用的实参数目永远与形参数目相等。一旦形参初始化完毕，就可以执行函数体了。下面是一个与isShorter函数完成相同功能的lambda:

[](const string &a, const string &b) {return a.size() < b.size(); }
stable_sort(words.begin(), words.end(),
            [](const string &a, const string &b) {return a.size() < b.size();});

一个lambda只有在其捕获列表中捕获一个它所在函数中的局部变量，才能在函数体中使用该变量。捕获列表只用于局部非static变量，lambda可以直接使用局部static变量和在它所在函数之外声明的名字。

其实，当定义一个lambda时，编译器生成一个与lambda相对应的未命名类的未命名对象，其实这是一个函数对象。捕获列表中获得的局部变量成为了这个函数对象的数据成呀un。默认情况下，从lambda生成的类都包含一个对应该lambda所捕获的变量的数据成员，类似任何类的数据成员，lambda的数据成员也在lambda对象创建时被初始化。

类似参数传递，变量的捕获方式也可以是值或引用。首先来说值捕获，与传值参数类似，采用值捕获的前提是变量可以拷贝。与参数不同，被捕获的变量的值是在lambda创建时拷贝，而不是调用时拷贝。随后对其修改不会影响到lambda内对应的值。接着来说引用捕获，引用捕获与引用返回有着相同的问题和限制，如果我们采用引用方式捕获一个变量，就必须确保被引用的对象在lambda执行的时候是存在的。lambda捕获的是局部变量，这些变量在函数结束后就不复存在了。如果lambda可能在函数结束后执行，捕获的引用指向的局部变量已经消失。所以建议是尽量保持lambda的变量捕获简单化。

除了显示列出我们希望使用的来自所在函数的变量之外，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。为了指示编译器推断捕获列表，应在捕获列表中写一个&或=。&告诉编译器采用捕获引用方式，=则表示采用值捕获方式。如果我们希望对一部分变量采用值捕获，对其他变量采用引用捕获，可以混合使用隐式捕获和显式捕获：

[&, c]... [=, &os]...

当我们混合使用隐式捕获和显式捕获时，捕获列表中的第一个元素必须是一个&或=。此符号指定了默认捕获方式为引用或值。当混合使用隐式捕获和显式捕获时，显式捕获的变量必须使用与隐式捕获不同的方式。
关于可变lambda,默认情况下，对于一个值被拷贝的变量，lambda不会改变其值。如果我们希望能改变一个被捕获的变量的值，就必须在参数列表后面加上关键字mutable。因此，可变lambda不能省略参数列表：

void fcn3()
{
    size_t v1 = 42; // local variable
    // f can change the value of the variables it captures.
    auto f = [v1] () mutable {return ++v1;}
    v1 = 0;
    auto j = f(); // j is 43
}

上例中如果不加() mutable就会出现错误信息error: increment of read-only variable ‘v1’

一个引用捕获变量是否可以修改依赖于此引用指向的是一个const类型还是一个非const类型：

void fcn4()
{
    size_t v1 = 42; // local variable
    // v1 is a reference to a nonconst variable
    // we can change that variable through the reference inside f2
    auto f2 = [&v1] () {return ++v1;}
    v1 = 0;
    auto j = f2(); // j is 1
}

关于lambda表达式的返回类型，先看一个例子：

transform(vi.begin(), vi.end(), vi.begin(), [](int i) {return i < 0 ? -i : i; });

只有一个return语句，返回一个条件表达式的结果。我们无须指定返回类型，因为可以根据条件运算符的类型推断出来。但是，如果我们将程序改写为看起来是等价的if语句，就会产生编译错误：

//错误：不能推断lambda的返回类型
transform(vi.begin(), vi.end(), vi.begin(), [](int i){ if(i < 0) return -i; else return i;});

编译器推断这个版本的lambda返回类型为void，但它返回了一个int值。

当我们需要为一个lambda定义返回类型时，必须使用尾置返回类型：

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