值捕获创建变量副本,引用捕获共享原变量;不同捕获方式影响变量生命周期与访问行为。

在C++中,Lambda表达式提供了一种简洁的方式来定义匿名函数。而捕获列表(capture list)决定了Lambda如何访问其外部作用域中的变量。理解捕获方式和作用范围对正确使用闭包至关重要。
捕获列表的基本语法
Lambda的捕获列表位于方括号 [] 中,用于指定哪些外部变量可以被Lambda访问。常见形式包括:
[]:不捕获任何变量 [=]:以值的方式捕获所有外部变量 [&]:以引用的方式捕获所有外部变量 [x, &y]:值捕获x,引用捕获y [this]:捕获当前对象的指针 [=, &x]:值捕获所有,但引用捕获x [&, x]:引用捕获所有,但值捕获x
值捕获与引用捕获的区别
捕获方式直接影响变量的生命周期和可见性。
值捕获:创建外部变量的副本。即使原始变量已超出作用域,Lambda内部仍持有独立副本。
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int x = 10;auto f = [x]() { std::cout << x << std::endl; };x = 20;f(); // 输出 10,因为捕获的是副本
引用捕获:保存对外部变量的引用。Lambda调用时读取的是变量当前值。
int x = 10;auto f = [&x]() { std::cout << x << std::endl; };x = 20;f(); // 输出 20,因为通过引用访问
注意:若引用捕获的变量在Lambda调用前已销毁,会导致未定义行为。
闭包的作用范围与生命周期
Lambda表达式生成一个闭包对象,其生命周期独立于定义它的作用域,但受捕获方式影响。
值捕获的变量随闭包一起复制,安全地延长了“可见性” 引用捕获依赖外部变量的生命周期,容易引发悬空引用 在异步操作或延迟执行中,优先使用值捕获或智能指针避免问题
例如,在STL算法中常用Lambda:
std::vector v = {1, 2, 3};int threshold = 2;auto count = std::count_if(v.begin(), v.end(), [threshold](int n) { return n > threshold;});
特殊捕获与初始化捕获(C++14起)
C++14引入了广义捕获,允许在捕获列表中直接初始化变量:
int x = 10;auto f = [p = &x]() { std::cout << *p << std::endl; };f(); // 输出 10
这可用于转移所有权或封装临时对象,比如:
auto ptr = std::make_unique(42);auto f = [p = std::move(ptr)]() { std::cout << *p << std::endl; };
此时闭包接管了资源的所有权,适用于需要传递动态资源的场景。
基本上就这些。掌握捕获方式的本质,能有效避免数据悬空、意外修改等问题,写出更安全高效的C++闭包代码。
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