C++11标准起就开始引入了一种现代化的编程语言语法特性——lambda表达式。随后，Java 8、JavaScript ES 6、Python等编程语言也都纷纷加入了这一特性。而对于C语言，Clang编译器的C语言语法扩展中也由Apple贡献了其创新性的Blocks语法特性。lambda表达式原本属于函数式编程语言的基本语法要素，而现代化的结构化编程语言中使用lambda表达式很多是为了提升函数功能的内聚性，并简化函数引用接口。比如，创建一个线程的函数例程、指定一个搜索算法的满足条件的谓词（predicate）例程等，这些都可以直接传入lambda表达式，而不需要在全局名字空间特地定义这么一个函数。

C++14起引入的泛型lambda表达式

为了能使lambda表达式能与C++普通函数一样拥有泛型功能，C++14中衍化了其类型推导系统，允许lambda表达式的形参类型用 auto 进行指定，使得该lambda表达式作为一个泛型表达式。下面我们来看一些例子：

#include <cstdio>

extern "C" auto CPPTest()
{
    const struct
    {
        int a, b;
    } s { 1, 2 };

    // C++14起，lambda表达式的捕获列表中可以定义局部变量，
    // 并可以用表达式对其赋值。
    auto const lam1 = [x = s.a + 1, y = s.b - 1](auto a, auto b) {
        return x + y + a - decltype(a)(b);
    };

    // 这里lam1的返回类型为int。
    // 调用lam1之后，最后return语句的表达式为：
    // return (1 + 1) + (2 - 1) + 100 - 48;
    auto const a = lam1(100, u8'0');
    // 输出：a = 55
    printf("a = %d\n", a);

    // 这里lam1的返回类型为double。
    // 调用lam1之后，最后return语句的表达式为：
    // return (1 + 1) + (2 - 1) + 10.5 - 2.5;
    auto const b = lam1(10.5, 2.5f);
    // 输出：b = 11
    printf("b = %d\n", int(b));
}

上述代码中调用了两次“lam1”这一lambda表达式对象。我们看到，通过不同的参数类型，lam1所返回的类型也会有所不同。为了能更清晰地看到现代化C++编程语言相关IDE的智能提示，笔者下面再截一个Visual Studio 2022 Community Edition下的代码展示图：

通过上图我们可以看到，通过类型自动推导出的临时对象a和b的类型都能直接被IDE给提示出来。

C++20起引入的模板lambda表达式

稍微深入学过一点C++的朋友们应该知道，C++除了OOP之外，还有一大特性就是模板（template）。通过模板语法，有一个叫Erwin Unruh的老外还专门搞了一个叫“元编程”的概念。所以C++98中就已经能支持类、结构体、联合体的模板，还能支持函数模板。而到了C++14，变量也能支持模板了。而再到C++20，终于lambda表达式也终于能支持模板了。

那有些朋友可能会问，既然C++14中已经能支持泛型lambda了，那要模板lambda还有啥用？其实C++中的模板这玩意儿不仅仅提供了泛型机制，我们知道，C++中的模板实参不单单可以传类型，而且还能传递编译时的常量表达式！而元编程就是通过传递常量表达式这一模板特性来实现的。

模板lambda的语法形式为：

[ 「捕获列表」 ]  < 「模板形参列表」 >  ( 「函数形参列表」 )  { 「函数体」 } ;

而要调用模板lambda表达式则更为复杂一些，其语法形式为：

「lambda对象标识符」.template operator ( ) < 「模板实参列表」 >  ( 「函数实参列表」 )

下面我们来举一个完整的例子：

#include <cstdio>

extern "C" auto CPPTest()
{
    // 模板lambda表达式lam2具有两个模板形参，
    // 第一个为类型；第二个为常量。
    constexpr auto lam2 = []<typename T, T n>(const T &t) {
        if constexpr (n < T(0)) {
            puts("Illegal value!!");
        }
        return t + n;
    };

    constexpr auto a = lam2.template operator ()<int, 5>(10);
    // 输出：a = 15
    printf("a = %d\n", a);

    constexpr auto b = lam2.template operator ()<double, 5.5>(4.5);
    // 输出：b = 10
    printf("b = %d\n", int(b));
 }

同样，为了给大家提供类型推导之后的表现形式，这里再为大家提供Visual Studio 2022 Community Edition里的截图。

此外，C++23中还会引入lambda表达式的递归调用语法，而且Visual Studio 2022内置的MSVC++已经能支持了，只要在项目属性中将“C++语言标准”这一选项配置为“/std:c++latest”即可。这么一来，lambda表达式就能支持所有普通函数能干的活儿啦~下面可以看一下C++23是如何实现lambda表达式递归的：

#include <cstdio>

extern "C" auto CPPTest()
{
    constexpr auto factorial = [](this auto &&lamSelf, const int& n) {
        if (n < 0) puts("Inalid value!");
        if (n == 0) return 1;
        return n * lamSelf(n - 1);
    };

    auto const n = factorial(5);
    // 输出：n = 120
    printf("n = %d\n", n);
}

其实就是在lambda表达式形参列表的第一个参数以 this auto && identifier 这种形式给出。这么一来就可以在当前lambda表达式内部通过 identifier 来表明它引用的是当前的lambda对象本身了。当然，上述代码中的 this auto &&lamSelf 也可以用 this auto const &lamSelf 来替代，两者都没问题。