悠悠楠杉
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C++匿名函数与lambda捕获列表使用
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在现代C++编程中，Lambda表达式（又称匿名函数）已经成为提升代码简洁性和可读性的重要工具。自C++11引入以来，Lambda不仅简化了函数对象的定义，还广泛应用于STL算法、回调机制和并发编程中。而其中最关键的组成部分之一——捕获列表（capture list），决定了Lambda如何访问其定义作用域中的外部变量。掌握捕获列表的用法，是写出高效、安全、可维护Lambda表达式的基础。
Lambda表达式的语法结构如下：
cpp
[capture](parameters) -> return_type { function_body }
其中，capture部分即为捕获列表，它控制着Lambda如何“捕获”外部作用域中的变量。捕获方式主要分为值捕获和引用捕获，不同的选择直接影响Lambda的行为和生命周期管理。
最简单的捕获方式是空捕获列表 []，表示不捕获任何变量。若Lambda需要访问外部变量，则必须显式声明捕获方式。例如：
cpp
int x = 10;
auto f = [x]() { std::cout << x << std::endl; };
f(); // 输出 10
这里，[x] 表示以值捕获的方式将变量 x 的副本存入Lambda的闭包中。即使后续修改 x，Lambda内部的值也不会改变：
cpp
x = 20;
f(); // 仍输出 10
若希望Lambda反映外部变量的最新状态，则应使用引用捕获，写法为 [&x]：
cpp
auto g = [&x]() { std::cout << x << std::endl; };
x = 30;
g(); // 输出 30
此时，Lambda内部保存的是对 x 的引用，因此能实时反映其变化。但这也带来风险：如果外部变量生命周期结束而Lambda仍在使用，就会导致悬空引用，引发未定义行为。
为了简化多个变量的捕获，C++允许使用默认捕获。[=] 表示以值的方式捕获所有外部变量，[&] 表示以引用方式捕获全部。例如：
cpp
int a = 1, b = 2;
auto h = [=]() { return a + b; }; // 值捕获 a 和 b
auto k = [&]() { a++; b++; }; // 引用捕获 a 和 b
更灵活的写法是混合捕获。比如默认按值捕获，但某个变量特别以引用方式捕获：
cpp
int flag = 0;
auto m = [&, a]() mutable { flag++; a *= 2; };
这里的 [&, a] 表示除 a 按值捕获外，其余变量均按引用捕获。注意，当使用值捕获时，若需在Lambda内部修改变量，必须加上 mutable 关键字，否则编译报错。
此外，C++14起支持广义捕获（generalized capture），允许在捕获列表中直接初始化新变量，甚至移动语义：
cpp
std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(42);
auto n = [p = std::move(ptr)]() {
std::cout << *p << std::endl;
};
这种方式极大增强了Lambda的灵活性，特别是在资源管理和异步操作中非常实用。
捕获列表的选择不仅关乎功能实现，更涉及性能与安全。值捕获带来独立性，避免副作用，适合长期存储的函数对象；引用捕获节省开销，适合短期调用，但需警惕生命周期问题。尤其在多线程环境中，若Lambda被传递到其他线程执行，引用捕获的变量可能已失效，极易引发崩溃。
