第四章 Lambda函数

接下来的两个问题将围绕Lambda函数展开，这是C++11中最重要的特性之一。回答这些问题的前提是你了解Lambda函数是什么。

问题30：什么是立即调用的Lambda函数？

可以说，它们是被立即调用的Lambda函数。好吧，但“立即”是什么意思呢？ 这意味着Lambda函数甚至不会被变量存储和引用，而是在创建它的地方，马上就调用它。 下面这个不是立即调用的Lambda函数：

auto  l = [](){return  42;}; 
int  fortyTwo = l(); 

在上述例子中，你可以复用这个Lambda函数，可以传递它，根据需要随时调用它。 另一方面，在下面这个例子中，你立即调用了Lambda函数，这意味着你不会存储Lambda函数本身。根据定义，立即调用的Lambda函数（IILFs）不能被存储。如果它们被存储了，就不是立即调用的。

auto  fortyTwo = [](){return  42;}(); 

为什么这个概念很强大且值得一提呢？ 它有助于对变量进行复杂的初始化。这很重要，因为帮助C++编译器的一个好方法是将所有不应该改变的变量声明为const。 在大多数情况下，这很简单，你只需在类型旁边加上const，并当场初始化变量。但你可能会遇到手中有不同可能值的情况。 让我们从一个简单的例子开始。

// Bad  Idea
std::string someValue; 
if  (caseA) {
    return  std::string{"Value A"};
} else  {
    return  std::string{"Value B"};
}

这样不好，因为这样的话someValue不是const类型的。我们能把它变成const类型吗？当然可以。我们可以使用三元运算符。

const  std::string someValue = caseA ? std::string{"Value A"} : std::string{"Value B"};

非常简单。 但是如果有3种或更多不同的可能性呢？你有不同的选择，其中之一就是立即调用的Lambda函数。

const  std::string someValue = [caseA, caseB] () {
    if  (caseA) {
        return  std::string{"Value A"};
    } else  if  (caseB) {
        return  std::string{"Value B"};
    } else  {
        return  std::string{"Value C"};
    }
}();

通过这种方式，你可以对const变量进行复杂的初始化，而且你不必为初始化逻辑寻找合适的位置或命名。 在性能方面，我们获得了使用const变量的所有性能优势，与三元运算符或辅助函数相比，没有任何性能损失。你可以在这里找到更多关于性能分析的详细信息⁶⁵ 。

问题31：Lambda表达式有哪些可用的捕获方式？

首先，一个Lambda表达式看起来是这样的：

capture -> returnType

捕获列表（capture）是一个由零个或多个捕获项组成的逗号分隔列表，可选择以捕获默认值开头。捕获列表定义了在Lambda函数体内可以访问的外部变量。 仅有的捕获默认值有：

• &（隐式地通过引用捕获使用的自动变量）和
• =（隐式地通过拷贝捕获使用的自动变量）。 如果存在任何一个捕获默认值，当前对象（*this）可以被隐式捕获。如果是隐式捕获，它总是通过引用捕获，即使捕获默认值是=。不过从C++20开始，使用捕获默认值=隐式捕获*this已被弃用。 以下是可用的捕获类型：
• 按值捕获（自C++11起）

int  num;
auto  l = [num](){}

• 作为包扩展的按值捕获（自C++11起）

template  <typename  Args>
void  f(Args... args) {
    auto  l = [args...] {
        return  g(args...);
    };
    l();
}

• 按引用捕获（自C++11起）

int  num=42;
auto  l = [&num](){};

• 作为包扩展的按引用捕获（自C++11起）

template  <typename  Args>
void  f(Args... args) {
    auto  l = [&args...] { return  g(args...);};
    l();
}

• 对当前对象的按引用捕获（自C++11起）

auto  l = [this](){};

• 带初始化器的按值捕获（自C++14起）

auto  l = [num=5](){};

• 带初始化器的按引用捕获（自C++14起）

int  num=42;
auto  l = [&num2=num](){};

• 对当前对象的按值捕获（自C++17起）

auto  l = [*this](){};

• 带初始化器且作为包扩展的按值捕获（自C++20起）

template  <typename  Args>
auto  delay_invoke_foo(Args... args) {
    return   [...args=std::move(args)]() -> decltype(auto) {
        return  foo(args...);
    };
}

• 带初始化器且作为包扩展的按引用捕获（自C++20起）

template  <typename  Args>
auto  delay_invoke_foo(Args... args) {
    return   [&...args=std::move(args)]() -> decltype(auto) {
        return  foo(args...);
    };
}