C++ Lambda表达式使用

Lambda 表达式基本语法

C++ Lambda 表达式的基本结构如下：

[capture](parameters) -> return_type { body }

• [capture]：捕获列表，指定外部变量的捕获方式（值捕获、引用捕获等）。
• (parameters)：参数列表，与普通函数参数一致（C++14 支持auto泛型参数）。
• -> return_type：可选的返回类型声明（省略时由编译器自动推导）。
• { body }：函数体，实现具体逻辑。

最小 Lambda 示例：

auto print = [] { std::cout << "Hello, Lambda!"; }; print(); // 输出：Hello, Lambda!

捕获列表的用法

捕获列表控制 Lambda 访问外部变量的方式：

值捕获（复制变量）：

int x = 10; auto lambda = [x] { return x + 1; }; // 捕获 x 的副本

引用捕获（直接操作原变量）：

int y = 20; auto lambda = [&y] { y += 5; }; // 修改原变量 y lambda(); // y 变为 25

混合捕获：

int a = 1, b = 2; auto lambda = [a, &b] { return a + b; }; // a 值捕获，b 引用捕获

隐式捕获：

• [=]：以值捕获所有外部变量。
• [&]：以引用捕获所有外部变量。
• [=, &x]：默认值捕获，仅x引用捕获。

与 STL 算法结合

Lambda 常用于简化 STL 算法的调用，例如std::sort或std::for_each：

std::vector<int> nums = {3, 1, 4, 1, 5}; std::sort(nums.begin(), nums.end(), [](int a, int b) { return a > b; }); // nums 变为 {5, 4, 3, 1, 1}

生命周期与悬垂引用风险

若 Lambda 捕获引用且原始变量已销毁，后续调用会引发未定义行为：

std::function<int()> createLambda() { int z = 30; return [&z] { return z; }; // 危险：z 是局部变量 } auto f = createLambda(); f(); // 错误：z 已销毁

性能优化建议

• 优先使用auto存储 Lambda：避免std::function的间接调用开销。
• 无捕获 Lambda 可转换为函数指针：适用于 C 接口回调。
• 避免过度捕获：仅捕获必要变量以减少对象大小。

高级特性（C++14/17）

泛型 Lambda（C++14）：

auto adder = [](auto a, auto b) { return a + b; }; adder(3, 4.5); // 返回 7.5

初始化捕获（C++14）：

int x = 10; auto lambda = [y = x + 1] { return y; }; // y 初始化为 x + 1

constexprLambda（C++17）：

constexpr auto square = [](int n) { return n * n; }; static_assert(square(5) == 25); // 编译期计算