C++ lambda 是编译器生成的唯一闭包类,基本写法为 capture -> return_type { body };捕获列表、参数括号不可省略;多返回类型或复杂表达式需显式声明返回类型;std::function 有运行时开销,应优先用 auto 或模板传递。

lambda 表达式的基本写法(C++11 起)
C++ 的 lambda 不是“匿名函数”这种松散叫法,而是一个可调用对象(闭包类型),编译器会为每个 lambda 生成唯一的一个类。写法固定为:[capture](params) -> return_type { body },其中 -> return_type 可省略(编译器自动推导返回类型,但仅限单条 return 语句)。
常见错误:漏掉括号 () 即使无参也必须写;误把捕获列表 [x] 写成 (x);在需要右值引用的上下文中传入左值 lambda 却没用 std::move。
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[=]值捕获所有外部变量(复制一份),注意:修改捕获的变量不会影响原变量 -
[&]引用捕获所有外部变量,使用时确保被引用变量生命周期足够长 -
[x, &y]混合捕获:x 值捕获,y 引用捕获(顺序无关,但推荐先值后引用) -
[this]显式捕获当前对象指针,用于类内定义 lambda 并访问成员
什么时候必须显式写返回类型
当 lambda 函数体包含多条语句、或有多个 return 且类型不一致、或返回类型无法被编译器推导(如返回模板类型、或含条件运算符 a ? x : y 且 x/y 类型不同)时,-> 就不可省略。
例如下面这个会编译失败:
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auto f = []() {
if (true) return 42;
else return 3.14; // error: deduced return type differs
};修复方式是显式声明:
auto f = []() -> double {
if (true) return 42;
else return 3.14;
};注意:一旦用了 ->,就不能再用 auto 作为返回类型占位符(C++14 起支持 auto 返回类型推导,但仅限无 -> 的情况)。
lambda 和 std::function 的关系与性能代价
std::function 是类型擦除容器,能保存任意可调用对象(函数指针、绑定表达式、lambda 等),但它有运行时开销:一次间接调用 + 可能的堆分配(取决于实现和捕获大小)。直接用 lambda 类型(如 auto 或模板参数)则零成本。
典型误用场景:
- 把短小 lambda 存进
std::function后反复调用(尤其在 tight loop 中)→ 应优先用auto或模板参数传递 - 捕获大量数据(比如整个大 vector)又存进
std::function→ 可能触发堆分配,且拷贝成本高 - 跨线程传递引用捕获的 lambda(
[&])→ 极易引发悬垂引用,崩溃难定位
安全做法:值捕获 + 移动语义([v = std::move(big_vec)]),或改用共享指针包装数据。
在 STL 算法中使用 lambda 的实际要点
几乎所有 STL 算法(std::sort、std::find_if、std::transform 等)都接受 lambda,这是它最常用也最自然的场景。但要注意几个边界问题:
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std::sort要求比较 lambda 是严格弱序(strict weak ordering):不能对相同元素返回 true,也不能出现 a- 捕获局部变量时,若算法内部可能异步执行(如某些并行版本),需确认 lambda 生命周期覆盖整个执行期
- lambda 捕获
this后传给std::async,必须确保对象在异步任务结束前不销毁
一个典型安全写法:
std::vectorv = {3, 1, 4}; std::sort(v.begin(), v.end(), [](int a, int b) { return a > b; }); // 降序
如果要按成员排序,别直接捕获 this 后传给可能长期存活的回调——更稳妥的是把所需数据提前拷贝出来,或用 shared_from_this() 配合智能指针管理生命周期。










