C++ `Lambda` 函数完整指南

C++ Lambda 函数完整指南

Lambda 函数（匿名函数）是 C++11 引入的一个强大特性，它允许在 函数内部 定义简洁的 匿名函数对象，并且可以 捕获外部变量，用于 回调函数、并发编程、STL 算法 等场景。

1. Lambda 语法

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

2. 最简单的 Lambda

#include <iostream>

int main() {
    auto hello = []() { std::cout << "Hello, Lambda!\n"; };
    hello();  // ✅ 调用 Lambda
}

📌 Lambda 赋值给 auto，可以随时调用！

📌 省略 () 也可以

[] { std::cout << "Hello, Lambda!\n"; }();

✅ 直接调用 Lambda！

3. 带参数的 Lambda

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

📌 参数列表 (int a, int b) 类似普通函数。

4. Lambda 的捕获（[capture]）

（1）按值 [=] 捕获

int x = 10;
auto lambda = [=]() { std::cout << x; };
lambda();  // ✅ 复制 x（不会修改原值）

📌 外部 x 复制到 Lambda 内部，不可修改。

（2）按引用 [&] 捕获

int x = 10;
auto lambda = [&]() { x = 20; };
lambda();
std::cout << x;  // ✅ x 被修改为 20

📌 x 传引用，允许 Lambda 修改外部变量。

（3）指定捕获 [x] or [&x]

int x = 10, y = 20;
auto lambda1 = [x]() { std::cout << x; };   // ✅ 仅捕获 x
auto lambda2 = [&y]() { y = 30; };          // ✅ 仅捕获 y 引用

（4）混合捕获 [=, &y]

int x = 10, y = 20;
auto lambda = [=, &y]() { y = x + 5; };
lambda();
std::cout << y;  // ✅ 25

📌 x 复制，y 通过引用传递。

5. Lambda 返回类型

（1）自动推导

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

（2）手动指定返回类型

auto divide = [](double a, double b) -> float { return a / b; };

📌 -> float 强制返回 float，否则自动推导为 double。

6. Lambda 作为参数

Lambda 可以作为参数传递给函数，例如 STL 算法：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::for_each(vec.begin(), vec.end(), [](int x) { std::cout << x * x << " "; });
}

📌 在 for_each() 里传递 Lambda 进行平方计算。

7. Lambda 作为返回值

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

int main() {
    auto add = makeLambda();
    std::cout << add(3, 4);  // ✅ 7
}

📌 Lambda 作为返回值，返回函数对象。

8. Lambda 存储到 std::function（C++11）

#include <functional>
std::function<int(int, int)> func = [](int a, int b) { return a + b; };
std::cout << func(10, 20);  // ✅ 30

📌 std::function 可以存储 Lambda，用于回调函数。

9. mutable 允许修改值捕获的变量

int x = 10;
auto lambda = [x]() mutable { x += 5; std::cout << x; };
lambda();  // ✅ 输出 15
std::cout << x;  // ❌ x 仍然是 10（原 x 没有变）

📌 mutable 允许修改 x 的副本，但不影响原 x！

10. Lambda 在多线程中的使用

#include <iostream>
#include <thread>

int main() {
    std::thread t([] { std::cout << "Hello from thread!\n"; });
    t.join();
}

📌 Lambda 直接传递给 std::thread 进行并行执行！

11. Lambda 适用场景

✅ 替代函数指针（std::function）
✅ STL 算法（for_each, sort, transform）
✅ 多线程（std::thread, std::async）
✅ 回调函数（事件处理、网络通信）
✅ 函数式编程（组合函数）

12. Lambda vs 普通函数

🚀 C++ 开发推荐使用 Lambda，可读性强，避免定义额外的函数！ 🚀