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C++中的Lambda表达式：语法详解与实用示例
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在现代C++编程中，Lambda表达式是一种强大而灵活的工具，它让开发者能够以简洁的方式定义内联的匿名函数。自C++11标准引入以来，Lambda极大地提升了代码的可读性与表达能力，尤其在配合STL算法使用时表现尤为出色。本文将深入讲解Lambda表达式的语法结构，并通过多个实际示例展示其在不同场景下的应用。
Lambda表达式本质上是一个可调用的对象，也被称为“闭包”（closure），它可以在不显式命名函数的情况下定义并立即执行一段逻辑。它的基本语法结构如下：
[capture](parameters) -> return_type {
// 函数体
}
其中，[capture] 是捕获列表，用于指定Lambda如何访问外部作用域中的变量；(parameters) 是参数列表，类似于普通函数的形参；-> return_type 是返回类型声明（可选，编译器通常能自动推导）；最后是包含具体逻辑的函数体。
我们先从一个简单的例子开始。假设我们需要对一个整数容器进行排序，并希望按绝对值从小到大排列。传统的做法可能需要定义一个比较函数，但使用Lambda可以更直接地实现：
cpp
include
include
include
int main() {
std::vector
std::sort(nums.begin(), nums.end(), [](int a, int b) {
return abs(a) < abs(b);
});
for (int n : nums) {
std::cout << n << " ";
}
// 输出: -1 3 -2 -5 8
return 0;
}
在这个例子中，[](int a, int b) { ... } 就是一个Lambda表达式，作为std::sort的第三个参数传入。它没有捕获任何外部变量（所以捕获列表为空），接受两个整型参数，并返回布尔值。
接下来关注捕获列表，这是Lambda最强大的特性之一。捕获方式分为值捕获和引用捕获。例如，如果我们想根据某个阈值过滤数组中的元素：
cpp
int threshold = 4;
std::vector
auto result = std::count_if(data.begin(), data.end(), [threshold](int x) {
return x > threshold;
});
这里的 [threshold] 表示按值捕获，Lambda内部使用的是threshold的副本。如果希望修改外部变量，则应使用引用捕获：
cpp
int counter = 0;
std::for_each(data.begin(), data.end(), [&counter](int x) {
if (x % 2 == 1) counter++;
});
// 此时counter记录了奇数的个数
注意，[&counter] 表示按引用捕获，因此可以在Lambda中修改原始变量。
除了个别变量捕获，C++还支持隐式捕获。使用 [=] 可以按值捕获所有外部变量，[&] 则按引用捕获全部。例如：
cpp
int a = 10, b = 20;
auto func = [=]() { std::cout << a + b << "\n"; };
func(); // 输出30
不过要谨慎使用隐式捕获，尤其是在异步或生命周期较长的上下文中，避免悬空引用。
Lambda还可以携带状态。结合mutable关键字，即使按值捕获，也能在Lambda内部修改副本：
cpp
int x = 5;
auto lam = [x]() mutable {
x += 10;
std::cout << x << "\n";
};
lam(); // 输出15
std::cout << x << "\n"; // 仍为5，原变量未变
此外，Lambda可以赋值给std::function或函数指针（仅限无捕获的Lambda），从而实现更灵活的回调机制：
cpp
include
std::function<void(int)> printer = [](int n) {
std::cout << "Value: " << n << "\n";
};
printer(42);
