C++ 学习（）——lambda

lambda 表达式详解

在现代 C++（从 C++11 起）中，lambda 表达式（又称匿名函数）是一种极大增强代码简洁性和灵活性的语法结构。它允许你直接在代码中定义可调用对象，无需事先命名函数。无论是在多线程、STL 算法、事件处理，还是回调函数场景中，lambda 都是利器。

本篇将带你系统了解 C++ 中 lambda 的定义、语法、捕获方式、应用场景及其背后的原理。

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一、lambda 表达式的基本语法

[capture](parameter_list) -> return_type {
    function_body
};

• capture：捕获外部变量的方式（[] 中）
• parameter_list：参数列表，类似普通函数
• return_type（可省略）：返回值类型（如果能推导出来）
• function_body：函数体

例子：

auto add = [](int a, int b) -> int {
    return a + b;
};
std::cout << add(3, 5); // 输出：8

如果返回值可以自动推导，-> int 可省略：

auto add = [](int a, int b) { return a + b; };

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二、捕获变量（capture list）

lambda 能访问作用域中的外部变量，通过捕获列表定义捕获方式：

捕获方式：

捕获形式	说明
[]	不捕获任何变量
[=]	以值捕获所有外部变量
[&]	以引用捕获所有外部变量
[x]	以值捕获变量 x
[&x]	以引用捕获变量 x
[=, &x]	默认值捕获，但 x 用引用
[&, x]	默认引用捕获，但 x 用值

示例：

int x = 10, y = 20;

auto f1 = [=]() { return x + y; };     // 值捕获
auto f2 = [&]() { x += 1; y += 1; };   // 引用捕获
auto f3 = [x, &y]() { return x + (++y); }; // 混合捕获

注意：默认情况下，lambda 是不可修改捕获变量值的，除非加上 mutable 关键字。

int a = 5;
auto f = [a]() mutable {
    a += 10;   // OK
    std::cout << a << std::endl;
};
f(); // 输出：15
std::cout << a << std::endl; // 输出：5

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三、lambda 与 STL 算法搭配使用

lambda 在 STL 算法中用得最多，比如 std::sort、std::for_each 等：

std::vector<int> v = {3, 1, 4, 2};
std::sort(v.begin(), v.end(), [](int a, int b) {
    return a > b;
});

std::for_each(v.begin(), v.end(), [](int x) {
    std::cout << x << " ";
});

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四、lambda 的返回类型推导

如果 return 语句只有一个，C++ 能自动推导返回类型：

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

如果有多个 return 且类型不同，必须指定返回类型：

auto f = [](bool b) -> double {
    if (b) return 3.14;
    else return 2;
};

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五、lambda 是什么？它是函数对象！

lambda 表达式本质上是一个编译器生成的匿名类，实现了 operator()：

auto lambda = [](int x) { return x + 1; };
lambda(5); // 实际上调用的是 lambda.operator()(5)

你可以通过 typeid(lambda).name() 查看它的类型（是编译器生成的闭包类）。

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六、lambda 的高级用法

捕获 this 指针

在类中使用 lambda 时经常捕获 this：

class Counter {
public:
    int count = 0;

    void start() {
        auto inc = [this]() { ++count; };
        inc();
    }
};

与 std::function 搭配

std::function<int(int, int)> func = [](int a, int b) {
    return a + b;
};

返回 lambda（C++14 后）

auto make_adder(int n) {
    return [n](int x) { return x + n; };
}
auto add5 = make_adder(5);
std::cout << add5(10); // 输出：15

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七、总结

特性	描述
匿名性	可定义无需命名的函数
捕获变量	可访问外部作用域变量
灵活性	可传入 STL 算法、自定义函数
高效	编译器优化，性能堪比函数指针甚至内联
可读性	代码更简洁清晰

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结语

lambda 是现代 C++ 最重要的特性之一，极大提高了代码的表达力。在多线程编程、回调函数、STL 算法中，lambda 的作用不可替代。建议在实际编程中多加练习，熟练掌握各种捕获形式与使用场景。

下一篇，我们将介绍 C++ 中的 std::function 与 std::bind，进一步扩展函数对象的灵活使用，敬请期待！

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