lambda 源自希腊字母表中第 11 位的 λ，在计算机科学领域，它则被用来表示一种匿名函数。所谓匿名函数，简单地理解就是没有名称的函数，又常被称为 lambda 函数或者 lambda 表达式。
1. lambda匿名函数的定义
[capture](parameters)mutable ->return-type{statement}
参数说明：
- [capture]：捕捉列表，[] 是lambda引出符，编译器根据该引出符判断接下来的代码是否是lambda函数。捕捉列表用于捕捉父域中的变量以供lambda函数使用，捕捉列表可以由多个项组成，用","分割。[var]表示以值传递方式捕捉父域中的变量var，[=]表示以值传递方式捕捉父域中的所有变量（包括this），[&var]表示以引用传递方式捕捉父域中的变量var，[&]表示以引用传递方式捕捉父域中的所有变量（包括this）,[this]表示以值传递方式捕捉当前的this指针。
- (parameters)：参数列表，与普通函数的参数列表一致，如果不需要参数传递，则可以连同括号()一起省略。
- mutable：mutable修饰符，默认情况下，lambda函数总是一个const函数，mutable可以取消其常量性。在使用该修饰符时，参数列表不可省略（即使参数为空）。
- ->return-type：返回类型，用追踪返回类型形式声明函数的返回类型，不需要返回值的时候可以连同符号->一起省略。在返回类型明确的情况下，也可以省略该部分，让编译器对返回类型进行推导。
- {statement}：函数体，内容与普通函数一样，不过除了可以使用参数之外，还可以使用所有捕获的变量。
lambda匿名函数中的[外部变量]
| 外部变量格式 | 功能 |
|---|---|
| [] | 空方括号表示当前 lambda 匿名函数中不导入任何外部变量。 |
| [=] | 只有一个 = 等号，表示以值传递的方式导入所有外部变量； |
| [&] | 只有一个 & 符号，表示以引用传递的方式导入所有外部变量； |
| [val1,val2,...] | 表示以值传递的方式导入 val1、val2 等指定的外部变量，同时多个变量之间没有先后次序； |
| [&val1,&val2,...] | 表示以引用传递的方式导入 val1、val2等指定的外部变量，多个变量之间没有前后次序； |
| [val,&val2,...] | 以上 2 种方式还可以混合使用，变量之间没有前后次序。 |
| [=,&val1,...] | 表示除 val1 以引用传递的方式导入外，其它外部变量都以值传递的方式导入。 |
| [this] | 表示以值传递的方式导入当前的 this 指针。 |
注意，单个外部变量不允许以相同的传递方式导入多次。例如 [=，val1] 中，val1 先后被以值传递的方式导入了 2 次，这是非法的。
最简单的lambda匿名函数
[]{}
此 lambda 匿名函数未引入任何外部变量（[] 内为空），也没有传递任何参数，没有指定 mutable、noexcept 等关键字，没有返回值和函数体。所以，这是一个没有任何功能的 lambda 匿名函数。
2. lambda匿名函数的使用
2.1 lambda匿名函数的定义和使用
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main()
{
int num[4] = { 4, 2, 3, 1 };
// 对数组 num 中的元素进行升序排序
sort(num, num + 4, [=](int x, int y) -> bool { return x < y; });
for (int n : num) {
cout << n << " ";
}
return 0;
}
以上程序通过调用 sort() 函数实现了对 num 数组中元素的升序排序，其中就用到了 lambda 匿名函数。而如果使用普通函数，需以如下代码实现：
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
// 自定义的升序排序规则
bool sort_up(int x, int y) {
return x < y;
}
int main()
{
int num[4] = { 4, 2, 3, 1 };
// 对数组 num 中的元素进行升序排序
sort(num, num + 4, sort_up);
for (int n : num) {
cout << n << " ";
}
return 0;
}
此程序中 sort_up() 函数的功能和上一个程序中的 lambda 匿名函数完全相同。显然在类似的场景中，使用 lambda 匿名函数更有优势。
除此之外，虽然 lambda 匿名函数没有函数名称，但我们仍可以为其手动设置一个名称，比如：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
// display 即为 lambda 匿名函数的函数名
auto display = [](int a,int b) -> void{cout << a << " " << b;};
// 调用 lambda 函数
display(10,20); // 输出：10 20
return 0;
}
可以看到，程序中使用 auto 关键字为 lambda 匿名函数设定了一个函数名，由此我们即可在作用域内调用该函数。
2.2 值传递和引用传递的区别
#include <iostream>
using namespace std;
// 全局变量
int all_num = 0;
int main()
{
// 局部变量
int num_1 = 1;
int num_2 = 2;
int num_3 = 3;
cout << "lambda1:\n";
auto lambda1 = [=] {
// 全局变量可以访问甚至修改
all_num = 10;
// 函数体内只能使用外部变量，而无法对它们进行修改
cout << num_1 << " "
<< num_2 << " "
<< num_3 << endl;
};
lambda1();
cout << all_num << endl;
cout << "lambda2:\n";
auto lambda2 = [&] {
all_num = 100;
num_1 = 10;
num_2 = 20;
num_3 = 30;
cout << num_1 << " "
<< num_2 << " "
<< num_3 << endl;
};
lambda2();
cout << all_num << endl;
return 0;
}
程序执行结果为：
lambda1:
1 2 3
10
lambda2:
10 20 30
100
可以看到，在创建 lambda1 和 lambda2 匿名函数的作用域中，有 num_1、num_2 和 num_3 这 3 个局部变量，另外还有 all_num 全局变量。其中，lambda1 匿名函数是以 [=] 值传递的方式导入的局部变量，这意味着默认情况下，此函数内部无法修改这 3 个局部变量的值，但全局变量 all_num 除外。相对地，lambda2 匿名函数以 [&] 引用传递的方式导入这 3 个局部变量，因此在该函数的内部就可以访问这 3 个局部变量，还可以任意修改它们。同样，也可以访问甚至修改全局变量。当然，如果我们想在 lambda1 匿名函数的基础上修改外部变量的值，可以借助 mutable 关键字，例如：
auto lambda1 = [=]() mutable{
num_1 = 10;
num_2 = 20;
num_3 = 30;
// 函数体内只能使用外部变量，而无法对它们进行修改
cout << num_1 << " "
<< num_2 << " "
<< num_3 << endl;
};
由此，就可以在 lambda1 匿名函数中修改外部变量的值。但需要注意的是，这里修改的仅是 num_1、num_2、num_3 拷贝的那一份的值，真正外部变量的值并不会发生改变。
2.3 执行抛出异常类型
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
auto except = []()throw(int) {
throw 10;
};
try {
except();
}
catch (int) {
cout << "捕获到了整形异常"; // 输出：捕获到了整形异常
}
return 0;
}
可以看到，except 匿名数组中指定函数体中可以抛出整形异常，因此当函数体中真正发生整形异常时，可以借助 try-catch 块成功捕获并处理。
在此基础上，再看一下反例：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
auto except1 = []()noexcept {
throw 100;
};
auto except2 = []()throw(char) {
throw 10;
};
try {
except1();
except2();
}
catch (int) {
cout << "捕获到了整形异常" << endl;
}
return 0;
}
此程序运行会直接崩溃，原因很简单，except1 匿名函数指定了函数体中不发生任何异常，但函数体中却发生了整形异常；except2 匿名函数指定函数体可能会发生字符异常，但函数体中却发生了整形异常。由于指定异常类型和真正发生的异常类型不匹配，导致 try-catch 无法捕获，最终程序运行崩溃。
如果不使用 noexcept 或者 throw()，则 lambda 匿名函数的函数体中允许发生任何类型的异常。