C++ lambda 表达式与函数对象有什么区别？

C++ 中 Lambda 表达式和函数对象都是用于创建匿名函数的工具。Lambda 表达式使用紧凑语法，支持捕获外部变量，且无状态，类型在编译时确定。函数对象需要定义类，不支持捕获外部变量，可维护状态，类型在运行时确定。在选择时，可根据具体需求考虑：简单小巧时 Lambda 表达式更合适；需要捕获外部变量或维护状态时，函数对象更佳。

C++ Lambda 表达式与函数对象：深入解析及其差异

引言

在 C++ 现代编程中，lambda 表达式和函数对象是用于创建匿名函数的两种有价值的工具。然而，它们之间存在着一些关键差异，了解这些差异对于选择最适合特定需求的工具至关重要。

Lambda 表达式

lambda 表达式是匿名函数，可以使用 [] 符号语法定义。它们就像带有[capture list]、参数列表和函数体的小型函数。

语法：

[capture list](parameter list) -> return type {
  // 函数体
}

案例：使用 Lambda 表达式求平方

auto square = [](int x) { return x * x; };

函数对象

函数对象是实现了 operator() 的类。它们可以通过实例化并调用它们的 operator() 来调用。

语法：

class FunctionObject {
public:
  void operator()(int x) const {
    // 函数体
  }
};

案例：使用函数对象求平方

struct Square {
  void operator()(int x) const { cout << x * x << endl; }
};

差异

虽然 lambda 表达式和函数对象都是实现匿名函数的有效方式，但它们之间存在以下差异：

• 语法：lambda 表达式使用紧凑的语法，而函数对象需要定义类。
• 捕获列表：lambda 表达式支持捕获外部变量，而函数对象不存在此概念。
• 调用方式：lambda 表达式可以直接调用，而函数对象需要先实例化。
• 状态：lambda 表达式是无状态的，而函数对象可以维护状态。
• 类型检查：lambda 表达式的类型在编译时确定，而函数对象的类型在运行时确定。

选择

选择 lambda 表达式还是函数对象取决于具体需求：

• 简单小巧：lambda 表达式适用于简单的一行函数。
• 捕获外部变量：如果需要捕获外部变量，则 lambda 表达式是唯一选择。
• 状态：如果需要维护状态，则函数对象是更好的选择。
• 可读性：lambda 表达式可能更易于阅读和理解，具体取决于代码的复杂性。
• 性能：在某些情况下，函数对象可能会在性能上比 lambda 表达式略胜一筹。