⭐ 题目日期：

金山 - 2024/12/31

📝 题解：

C++中的lambda表达式捕获列表允许访问外部作用域的变量，其使用方式及注意事项如下：

捕获列表的主要方式

1. 显式捕获

   • [var]：按值捕获变量var。
   • [&var]：按引用捕获变量var。

2. 隐式捕获

   • [=]：按值捕获所有外部变量。
   • [&]：按引用捕获所有外部变量。

3. 混合捕获

   • [=, &var1, &var2]：除var1和var2按引用捕获外，其他变量按值捕获。
   • [&, var1, var2]：除var1和var2按值捕获外，其他变量按引用捕获。

4. 初始化捕获（C++14）
   允许在捕获列表中定义新变量并初始化：

   [x = expr]  // 用表达式expr的值初始化变量x（支持移动语义）。
   auto lambda = [value = 10] { return value; };  // 直接定义新变量。

5. 捕获this指针

   • [this]：捕获当前对象的指针，按引用访问成员变量。
   • [*this]（C++17）：按值捕获当前对象的副本，避免悬空引用。

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关键注意事项

1. 修改捕获的变量

   • 按值捕获的变量默认是const，需添加mutable关键字才能修改：

     int x = 5;
     auto lambda = [x]() mutable { x += 1; };  // 修改的是副本。

   • 按引用捕获可直接修改原变量，无需mutable。

2. 生命周期管理

   • 按引用捕获时，需确保变量在lambda执行时仍有效，否则导致悬空引用。
   • 按值捕获或初始化捕获（如[*this]）可避免生命周期问题。

3. 全局/静态变量
   无需捕获，可直接访问：

   static int s = 10;
   auto lambda = [] { return s; };  // 无需捕获s。

4. 避免隐式捕获的风险
   隐式捕获（如[=]或[&]）可能导致意外捕获不需要的变量，建议显式指定关键变量。

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示例代码

1. 值捕获与引用捕获

   int x = 10, y = 20;
   auto lambda1 = [x]() mutable { x += 5; };  // 修改副本x，原x仍为10。
   auto lambda2 = [&y]() { y += 5; };         // 修改原变量y，y变为25。

2. 混合捕获

   int a = 1, b = 2, c = 3;
   auto lambda = [=, &b] { b = a + c; };  // a和c按值，b按引用。

3. 初始化捕获（移动语义）

   std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(42);
   auto lambda = [captured_ptr = std::move(ptr)] { 
       std::cout << *captured_ptr;  // ptr的资源已转移至captured_ptr。
   };

4. 捕获this与*this

   class MyClass {
       int value = 100;
   public:
       void func() {
           auto lambda1 = [this] { value = 200; };  // 修改原对象的value。
           auto lambda2 = [*this]() mutable { 
               value = 200;  // 修改的是副本的value。
           };
       }
   };

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总结

• 按值捕获：安全，但需注意副本的修改（需mutable）。
• 按引用捕获：高效，但需谨慎生命周期。
• 初始化捕获（C++14）：灵活，支持移动语义和复杂初始化。
• 混合捕获：结合显式与隐式捕获，灵活控制变量访问方式。
• 生命周期管理：引用捕获易引发悬空引用，按值或[*this]更安全。

合理选择捕获方式，避免悬空引用和性能问题，是编写健壮lambda表达式的关键。