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C++中的Lambda表达式是什么?(如何捕获外部变量)

尼克

尼克

发布时间:2026-02-10 12:24:10

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来源于php中文网

原创

C++ Lambda表达式是编译期生成的匿名闭包类型,非函数指针也非普通函数;捕获列表决定外部变量访问方式,混用[=]与[&]、悬空引用、错误混合顺序或捕获static/全局变量均会导致编译失败或未定义行为。

c++中的lambda表达式是什么?(如何捕获外部变量)

什么是C++ Lambda表达式(一句话定位)

它就是一个能写在代码任意位置的、可调用的匿名函数对象,不是函数指针,也不是普通函数,而是一个编译期生成的闭包类型。

捕获列表怎么写?哪些写法会出问题

捕获列表决定Lambda如何访问外部变量,写错直接编译失败或行为诡异。常见错误是混用 [=][&],或者对局部变量用了引用捕获但函数返回后还在用。

  • [=] 值捕获:所有外部变量都按值拷贝——注意:如果变量是大对象(如 std::vector),可能有性能开销
  • [&] 引用捕获:所有变量都按引用访问——危险点:Lambda若脱离原作用域(比如存到容器里、传给异步任务),引用就悬空
  • [x, &y] 混合捕获:显式列出要值捕获的变量和要引用捕获的变量——必须把值捕获放前面,引用捕获放后面,否则GCC报错 error: capture of variable 'y' as reference
  • 不能捕获 static 局部变量或全局变量:它们本来就在所有作用域可见,不需要捕获

为什么捕获 this 要特别小心

在类成员函数里写Lambda,默认不捕获 this;想访问成员变量/函数,必须显式写 [this][=](因为 = 会隐式捕获 this)。但 [this] 是按值捕获指针,不是按引用——这点很多人误以为“引用捕获了对象”,其实只是复制了指针值。

  • 如果Lambda被异步执行(比如塞进 std::thread 或回调队列),而对象已经析构,this 就成野指针,一访问就崩
  • 想安全访问成员,得配合 shared_ptr:捕获 [self = shared_from_this()],再用 self->xxx()
  • 不要写 [&this]:语法错误,this 是右值,不能取引用

捕获后变量生命周期和修改权限怎么控制

默认情况下,Lambda内部的 operator() 是 const 成员函数,所以捕获的变量不可修改——除非加 mutable 关键字。但这只影响值捕获的变量;引用捕获的变量改不改,完全看原变量是否允许修改。

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  • 值捕获 + mutable:可以修改副本,不影响外部变量——适合做计数器、缓存等
  • 引用捕获 + mutable:语法合法,但 mutable 在这里没意义,因为引用本身不是 const 的
  • 捕获 const 变量(比如 const int x = 42;):即使 mutable,也不能改,编译报错 assignment of read-only variable 'x'

真正容易被忽略的是:值捕获的对象,其拷贝构造函数是否被调用、是否抛异常——如果它没有noexcept拷贝构造,在某些STL算法(如 std::sort 内部移动Lambda)中可能意外崩溃。

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