C++中的lambda表达式捕获列表怎么用？（按值捕获与按引用捕获的区别）

按值捕获[x]复制变量，修改仅作用于副本，不影响原变量；内置类型直接赋值，类对象调用拷贝构造函数；如需修改副本须加mutable关键字。

按值捕获（[x]）会复制变量，修改不影响原变量

按值捕获在 lambda 创建时对捕获的变量做一次拷贝，后续 lambda 内部对它的任何修改都只作用于副本。适用于不需要同步更新、或原变量生命周期可能早于 lambda 的场景。

常见错误：误以为修改 [x] 中的 x 能改变外部变量，实际完全无关。

• [x] 捕获的是 x 当前值的副本（调用 x 的拷贝构造函数）
• 如果 x 是内置类型（如 int），就是简单赋值；如果是类对象，会调用拷贝构造函数
• lambda 体中对 x 赋值（如 x = 42;）不会影响外部同名变量
• 若需在 lambda 内修改捕获的副本，必须显式加 mutable 关键字，否则编译报错：error: assignment of read-only variable 'x'

int x = 10;
auto f = [x]() mutable {
    x = 99;  // ✅ 允许：修改副本
    std::cout << x << "\n";  // 输出 99
};
f();
std::cout << x << "\n";  // 输出 10：原变量未变

按引用捕获（[&x]）共享变量，修改直接影响原变量

按引用捕获不复制，而是保存对原变量的引用。lambda 内部对 x 的读写等价于直接操作外部变量。适用于需要实时反映变量变化，或避免拷贝开销的场景。

致命风险：若外部变量在 lambda 调用前已销毁（如局部变量出作用域），再调用 lambda 会导致未定义行为（常见 crash 或随机值）。

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• [&x] 捕获的是 x 的引用，不触发拷贝或移动
• lambda 内修改 x 就是修改原始变量，无需 mutable
• 若捕获了局部变量的引用，而 lambda 在该局部变量生命周期结束后被调用，程序崩溃概率极高
• 调试时常见错误信息：use of deleted value、segmentation fault 或输出垃圾值

int x = 10;
auto f = [&x]() {
    x = 88;  // ✅ 直接改原变量
    std::cout << x << "\n";  // 输出 88
};
f();
std::cout << x << "\n";  // 输出 88

混合捕获与默认捕获（[=, &y] 或 [&, x]）要格外小心

混合捕获允许同时使用默认按值（=）和个别按引用（&y），或默认按引用（&）加个别按值（x）。但容易混淆哪些是引用、哪些是值，尤其当变量名相似或嵌套作用域存在同名变量时。

典型陷阱：默认按值捕获后，又用 &y 显式按引用捕获一个本可按值处理的变量，结果无意中引入悬垂引用。

• [=, &y]：除 y 外所有变量按值捕获；y 按引用——注意 y 必须在 lambda 存活期间有效
• [&, x]：除 x 外所有变量按引用捕获；x 按值——此时若 x 是局部变量，按值捕获安全；但其他变量全靠引用，风险集中
• 不能同时写 [=, x] 或 [&, &y]，编译器会报错：error: duplicate 'x' in capture list
• VS 和 Clang 对混合捕获的诊断较弱，运行时出问题才暴露

捕获 this 时，[this] 和 [*this] 的本质区别

在类成员函数中，[this] 捕获的是当前对象指针的副本，lambda 内可通过 this-> 访问成员（包括非 const 成员函数）；而 [*this]（C++17 起支持）捕获的是当前对象的完整副本（按值），lambda 内访问的是副本的成员，与原对象彻底隔离。

这个区别常被忽略，尤其在异步回调中：用 [this] 可能导致访问已析构对象；用 [*this] 则无此风险，但无法修改原对象状态，且拷贝开销大。

• [this]：捕获指针，轻量，但要求对象生命周期 ≥ lambda 生命周期
• [*this]：捕获整个对象（调用拷贝构造函数），lambda 内所有成员访问都作用于副本
• 若类含指针成员或资源句柄，[*this] 还需确保类正确实现深拷贝，否则仍可能出问题
• 现代惯用法倾向：优先用 [weak_ptr w = shared_from_this()] 配合 lock() 安全访问，而非裸 [this]

struct Widget {
    int data = 42;
    void go() {
        auto bad = [this]() { data = 999; };           // 修改原对象
        auto good = [*this]() mutable { data = 777; }; // 修改副本，原 data 不变
    }
};