Lambda表达式完整的声明格式如下:
[capture list] (params list) mutable exception-> return type { function body }

各项具体含义如下:
capture list:捕获外部变量列表
params list:形参列表
mutable指示符:用来说用是否可以修改捕获的变量
exception:异常设定
return type:返回类型
function body:函数体

此外,我们还可以省略其中的某些成分来声明“不完整”的Lambda表达式,常见的有以下几种:

序号 格式
1 [capture list] (params list) -> return type {function body}
2 [capture list] (params list) {function body}
3 [capture list] {function body}

其中:
格式1声明了const类型的表达式,这种类型的表达式不能修改捕获列表中的值。
格式2省略了返回值类型,但编译器可以根据以下规则推断出Lambda表达式的返回类型: (1):如果function body中存在return语句,则该Lambda表达式的返回类型由return语句的返回类型确定; (2):如果function body中没有return语句,则返回值为void类型。
格式3中省略了参数列表,类似普通函数中的无参函数。

Lambda表达式可以使用其可见范围内的外部变量,但必须明确声明(明确声明哪些外部变量可以被该Lambda表达式使用)。那么,在哪里指定这些外部变量呢?Lambda表达式通过在最前面的方括号[]来明确指明其内部可以访问的外部变量,这一过程也称过Lambda表达式“捕获”了外部变量。

测试一:测试代码如下,不加’&'参数,vs直接报错

class Test
{
public:
	void fun();
	int data = 1;
};

void Test::fun()
{
	[](int a) {cout << data << endl;}(123);
}

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

报错内容如下:
封闭函数“this”不能在 lambda 体中引用,除非其位于捕获列表中

添加’&'后代码如下:

class Test
{
public:
	void fun();
	int data = 1;
};

void Test::fun()
{
	[&](int a) {cout << data << endl;}(123);
}

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

编译通过,运行结果输出"1";

我们通过一个例子来直观地说明一下:

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 123;
    auto f = [a] { cout << a << endl; }; 
    f(); // 输出:123

    //或通过“函数体”后面的‘()’传入参数
    auto x = [](int a){cout << a << endl;}(123); 
}

上面这个例子先声明了一个整型变量a,然后再创建Lambda表达式,该表达式“捕获”了a变量,这样在Lambda表达式函数体中就可以获得该变量的值。

类似参数传递方式(值传递、引入传递、指针传递),在Lambda表达式中,外部变量的捕获方式也有值捕获、引用捕获、隐式捕获。

我们还可以让编译器根据函数体中的代码来推断需要捕获哪些变量,这种方式称之为隐式捕获。隐式捕获有两种方式,分别是[=]和[&]。[=]表示以值捕获的方式捕获外部变量,[&]表示以引用捕获的方式捕获外部变量。

隐式值捕获示例:

int main()
{
    int a = 123;
    auto f = [=] { cout << a << endl; };    // 值捕获
    f(); // 输出:123
}

隐式引用捕获示例:

int main()
{
    int a = 123;
    auto f = [&] { cout << a << endl; };    // 引用捕获
    a = 321;
    f(); // 输出:321
}

到这里,我们来总结一下:C++11中的Lambda表达式捕获外部变量主要有以下形式:

捕获形式 说明
[] 不捕获任何外部变量
[变量名, …] 默认以值得形式捕获指定的多个外部变量(用逗号分隔),如果引用捕获,需要显示声明(使用&说明符)
[this] 以值的形式捕获this指针
[=] 以值的形式捕获所有外部变量
[&] 以引用形式捕获所有外部变量
[=, &x] 变量x以引用形式捕获,其余变量以传值形式捕获
[&, x] 变量x以值的形式捕获,其余变量以引用形式捕获

修改捕获变量
前面我们提到过,在Lambda表达式中,如果以传值方式捕获外部变量,则函数体中不能修改该外部变量,否则会引发编译错误。那么有没有办法可以修改值捕获的外部变量呢?这是就需要使用mutable关键字,该关键字用以说明表达式体内的代码可以修改值捕获的变量,示例:

int main()
{
    int a = 123;
    cout << a << endl; // 输出:123
    
    auto f = [a]()mutable { cout << ++a; }; // 不会报错
    f(); // 输出:124  
}
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