或許，Lambda 表示式算得上是 C++ 11 新增特性中最激動人心的一個。這個全新的特性聽起來很深奧，但卻是很多其他語言早已提供（比如 C#）或者即將提供（比如 Java）的。簡而言之，Lambda 表示式就是用於建立匿名函式的。GCC 4.5.x 和 Microsoft Visual Studio 早已提供了對 lambda 表示式的支援。在 GCC 4.7 中，預設是不開啟 C++ 11 特性的，需要新增 -std=c++11 編譯引數。而 VS2010 則預設開啟。

為什麼說 lambda 表示式如此激動人心呢？舉一個例子。標準 C++ 庫中有一個常用演算法的庫，其中提供了很多演算法函式，比如 sort() 和 find()。這些函式通常需要提供一個“謂詞函式 predicate function”。所謂謂詞函式，就是進行一個操作用的臨時函式。比如 find() 需要一個謂詞，用於查詢元素滿足的條件；能夠滿足謂詞函式的元素才會被查找出來。這樣的謂詞函式，使用臨時的匿名函式，既可以減少函式數量，又會讓程式碼變得清晰易讀。

下面來看一個例子：

#include <algorithm>
#include <cmath>

void abssort(float *x, unsigned N)
{
  std::sort(x,
            x + N,
            [](float a, float b) { return std::abs(a) < std::abs(b); });
}

從上面的例子來看，儘管支援 lambda 表示式，但 C++ 的語法看起來卻很“神奇”。lambda 表示式使用一對方括號作為開始的標識，類似於宣告一個函式，只不過這個函式沒有名字，也就是一個匿名函式。這個匿名函式接受兩個引數，a和b；其返回值是一個 bool 型別的值，注意，返回值是自動推斷的，不需要顯式宣告，不過這是有條件的！條件就是，lambda 表示式的語句只有一個 return。函式的作用是比較 a、b 的絕對值的大小。然後，在此例中，這個 lambda 表示式作為一個閉包被傳遞給 std::sort() 函式。

下面，我們來詳細解釋下這個神奇的語法到底代表著什麼。

我們從另外一個例子開始：

std::cout << [](float f) { return std::abs(f); } (-3.5);

輸出值是什麼？3.5！注意，這是一個函式物件（由 lambda 表示式生成），其實參是 -3.5，返回值是引數的絕對值。lambda 表示式的返回值型別是語言自動推斷的，因為std::abs()的返回值就是 float。注意，前面我們也提到了，只有當 lambda 表示式中的語句“足夠簡單”，才能自動推斷返回值型別。

C++ 11 的這種語法，其實就是匿名函式宣告之後馬上呼叫（否則的話，如果這個匿名函式既不呼叫，又不作為閉包傳遞給其它函式，那麼這個匿名函式就沒有什麼用處）。如果你覺得奇怪，那麼來看看 JavaScript 的這種寫法：

function() {} ();
function(a) {} (-3.5);

C++ 11 的寫法完全類似 JavaScript 的語法。

如果我不想讓 lambda 表示式自動推斷型別，或者是 lambda 表示式的內容很複雜，不能自動推斷怎麼辦？比如，std::abs(float)的返回值是 float，我想把它強制轉型為 int。那麼，此時，我們就必須顯式指定 lambda 表示式返回值的型別：

std::cout << [](float f) -> int { return std::abs(f); } (-3.5);

這個語句與前面的不同之處在於，lambda 表示式的返回時不是 float 而是 int。也就是說，上面語句的輸出值是 3。返回值型別的概念同普通的函式返回值型別是完全一樣的。

當我們想引用一個 lambda 表示式時，我們可以使用auto關鍵字，例如：

auto lambda = [] () -> int { return val * 100; };

auto關鍵字實際會將 lambda 表示式轉換成一種類似於std::function的內部型別（但並不是std::function型別，雖然與std::function“相容”）。所以，我們也可以這麼寫：

std::function<int()> lambda = [] () -> int { return val * 100; };

如果你對std::function這種寫法感到很神奇，可以檢視 C++ 11 的有關std::function的用法。簡單來說，std::function就是一個可呼叫物件模板類，代表一個可呼叫物件，接受 0 個引數，返回值是int。所以，當我們需要一個接受一個double作為引數，返回int的物件時，就可以寫作：std::function。

引入 lambda 表示式的前導符是一對方括號，稱為 lambda 引入符（lambda-introducer）。lambda 引入符是有其自己的作用的，不僅僅是表明一個 lambda 表示式的開始那麼簡單。lambda 表示式可以使用與其相同範圍 scope 內的變數。這個引入符的作用就是表明，其後的 lambda 表示式以何種方式使用（正式的術語是“捕獲”）這些變數（這些變數能夠在 lambda 表示式中被捕獲，其實就是構成了一個閉包）。目前為止，我們看到的僅僅是一個空的方括號，其實，這個引入符是相當靈活的。例如：

float f0 = 1.0;
std::cout << [=](float f) { return f0 + std::abs(f); } (-3.5);

其輸出值是 4.5。[=] 意味著，lambda 表示式以傳值的形式捕獲同範圍內的變數。另外一個例子：

float f0 = 1.0;
std::cout << [&](float f) { return f0 += std::abs(f); } (-3.5);
std::cout << '\n' << f0 << '\n';

輸出值是 4.5 和 4.5。[&] 表明，lambda 表示式以傳引用的方式捕獲外部變數。那麼，下一個例子：

float f0 = 1.0;
std::cout << [=](float f) mutable { return f0 += std::abs(f); } (-3.5);
std::cout << '\n' << f0 << '\n';

這個例子很有趣。首先，[=]意味著，lambda 表示式以傳值的形式捕獲外部變數。C++ 11 標準說，如果以傳值的形式捕獲外部變數，那麼，lambda 體不允許修改外部變數，對 f0 的任何修改都會引發編譯錯誤。但是，注意，我們在 lambda 表示式前聲明瞭mutable關鍵字，這就允許了 lambda 表示式體修改 f0 的值。因此，我們的例子本應報錯，但是由於有 mutable 關鍵字，則不會報錯。那麼，你會覺得輸出值是什麼呢？答案是，4.5 和 1.0。為什麼 f0 還是 1.0？因為我們是傳值的，雖然在 lambda 表示式中對 f0 有了修改，但由於是傳值的，外部的 f0 依然不會被修改。

上面的例子是，所有的變數要麼傳值，要麼傳引用。那麼，是不是有混合機制呢？當然也有！比如下面的例子：

float f0 = 1.0f;
float f1 = 10.0f;
std::cout << [=, &f0](float a) { return f0 += f1 + std::abs(a); } (-3.5);
std::cout << '\n' << f0 << '\n';

這個例子的輸出是 14.5 和 14.5。在這個例子中，f0 通過引用被捕獲，而其它變數，比如 f1 則是通過值被捕獲。

下面我們來總結下所有出現的 lambda 引入符：

[]        // 不捕獲任何外部變數
[=]      // 以值的形式捕獲所有外部變數
[&]      // 以引用形式捕獲所有外部變數
[x, &y] // x 以傳值形式捕獲，y 以引用形式捕獲
[=, &z]// z 以引用形式捕獲，其餘變數以傳值形式捕獲
[&, x]  // x 以值的形式捕獲，其餘變數以引用形式捕獲

另外有一點需要注意。對於[=]或[&]的形式，lambda 表示式可以直接使用 this 指標。但是，對於[]的形式，如果要使用 this 指標，必須顯式傳入：

[this]() { this->someFunc(); }();

至此，我們已經大致瞭解了 C++ 11 提供的 lambda 表示式的概念。建議通過結合 lambda 表示式與std::sort()或std::for_each()這樣的標準函式來嘗試使用一下吧！