C++ lambda 表达式详细介绍

lambda 是 C++11 核心特性，本质是匿名临时函数------ 没有函数名、专门用于写简短、一次性的逻辑（比如 STL 算法的比较规则、回调函数），不用单独定义全局 / 类成员函数，代码极简。

1.完整语法

这是 lambda 的完整写法，日常用可以省略很多部分：

cpp 复制代码

[捕获列表] (参数列表) mutable -> 返回值类型 { 函数体 };

部分	作用（通俗版）	必选 / 可选
`[捕获列表]`	核心：决定能不能访问外部变量，怎么访问	✅ 必选
`(参数列表)`	和普通函数一样，写入参（如 `int a, int b`）	⭕ 可选
`mutable`	允许修改值捕获的外部变量（默认值捕获是只读）	⭕ 可选
`-> 返回值类型`	指定函数返回值（编译器会自动推导，90% 场景不用写）	⭕ 可选
`{ 函数体 }`	写具体逻辑代码	✅ 必选

2.基础示例

示例 1：最简 lambda（无参、无返回、无捕获）

没有参数，没有返回值，不访问任何外部变量，直接执行逻辑。

cpp 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 最简lambda：[] 无捕获，() 无参，{} 函数体
    []() {
        cout << "Hello Lambda!" << endl;
    }; // 这只是定义，不会执行

    // 加 () 直接调用
    []() {
        cout << "Hello Lambda! 我执行了" << endl;
    }(); 

    return 0;
}

输出：

cpp 复制代码

Hello Lambda! 我执行了

示例 2：带参数 + 带返回值

和普通函数一样传参、返回值，编译器自动推导返回值，不用写 ->。

cpp 复制代码

int main() {
    // 功能：计算两个数的和
    auto add = [](int a, int b) {
        return a + b; // 自动推导返回值为int
    };

    // 调用lambda
    cout << "1+2=" << add(1,2) << endl; 
    return 0;
}

输出：1+2=3

3.核心：捕获列表 \[\]

lambda 默认不能直接用外部变量，必须通过捕获列表授权，这是 lambda 的灵魂。

4 种最常用捕获方式：

写法	含义	特点
`[]`	不捕获任何外部变量	纯独立函数
`[=]`	值捕获：拷贝所有外部变量（只读）	不修改原变量，安全
`[&]`	引用捕获：直接用所有外部变量（可改）	会修改原变量
`[a, &b]`	定制捕获：a 值拷贝，b 引用	精准控制，推荐

示例 3：值捕获 $=$ / $变量$

✅ 拷贝一份外部变量，原变量不会被修改（只读）

cpp 复制代码

int main() {
    int x = 10;
    // [x]：只捕获x；[=]：捕获所有外部变量
    auto func = [x]() {
        // x = 20; ❌ 报错：值捕获默认只读
        cout << "捕获的x：" << x << endl;
    };

    func();
    cout << "原x：" << x << endl; // 原变量不变
    return 0;
}

输出：

cpp 复制代码

捕获的x：10
原x：10

示例 4：引用捕获 $\&$

✅ 直接使用外部变量的地址，修改会影响原变量

cpp 复制代码

int main() {
    int x = 10;
    // [&]：引用捕获所有外部变量
    auto func = [&]() {
        x = 20; // ✅ 可修改
        cout << "修改后的x：" << x << endl;
    };

    func();
    cout << "原x：" << x << endl; // 原变量被修改
    return 0;
}

输出：

cpp 复制代码

修改后的x：20
原x：20

示例 5：mutable 关键字

作用：允许修改值捕获的变量（仅修改拷贝的副本，原变量不变）

cpp 复制代码

int main() {
    int x = 10;
    // 加mutable：值捕获的变量可修改
    auto func = [x]() mutable {
        x = 20; // ✅ 允许修改
        cout << "lambda内x：" << x << endl;
    };

    func();
    cout << "原x：" << x << endl; // 原变量依旧是10
    return 0;
}

输出：

cpp 复制代码

lambda内x：20
原x：10

4.实战场景（lambda 最常用的地方）

lambda 90% 用于 STL 算法（排序、查找、遍历），替代繁琐的全局函数 / 函数对象。

示例 6：结合 sort 自定义排序规则

对数组 /vector 降序排序（不用写单独的比较函数）

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> v = {3,1,4,2,5};

    // lambda 作为sort的比较函数
    sort(v.begin(), v.end(), [](int a, int b) {
        return a > b; // 降序：前一个数 > 后一个数
    });

    // 遍历：范围for + lambda
    for (int num : v) cout << num << " ";
    return 0;
}

输出：5 4 3 2 1

示例 7：结合 find_if 查找元素

查找第一个大于 3 的数字：

cpp 复制代码

int main() {
    vector<int> v = {1,2,4,3,5};
    // find_if：遍历容器，返回第一个满足条件的迭代器
    auto it = find_if(v.begin(), v.end(), [](int x) {
        return x > 3; // 查找条件
    });

    if (it != v.end()) cout << "找到：" << *it << endl;
    return 0;
}

输出：找到：4

示例 8：类中使用 lambda（捕获 this）

在类的成员函数里，用 lambda 访问成员变量，必须捕获 this。

cpp 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

class Test {
private:
    int val = 100;
public:
    void show() {
        // [this]：捕获当前类对象，访问成员变量/函数
        [this]() {
            cout << "类成员变量：" << val << endl;
        }();
    }
};

int main() {
    Test t;
    t.show();
    return 0;
}

输出：类成员变量：100

5.核心总结

本质：匿名临时函数，专门写简短、一次性逻辑
核心： $捕获列表$
\[\]：不捕获
$=$ ：值捕获（只读，拷贝）
$\&$ ：引用捕获（可改原变量）
$this$ ：类中捕获成员变量
关键字：mutable → 允许修改值捕获的变量
最佳场景：STL 算法（sort、find_if、for_each）
简化：参数、返回值都可以省略，编译器自动推导
谢谢