C++ lambda 表达式除了[&] [=] [] 还有哪些形式

在 C++ 中，lambda 表达式的捕获列表（capture list）不仅限于 [&]、[=] 和 []，还有其他形式可以更灵活地控制捕获行为。以下是 C++ lambda 表达式捕获列表的完整形式及其用法：

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1. 空捕获列表 []

• 表示 lambda 表达式不捕获任何外部变量。
• 只能使用 lambda 表达式的参数和局部变量。

int x = 10;
auto lambda = []() { 
    // 不能使用 x，因为没有捕获
    return 42; 
};

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2. 按引用捕获 [&]

• 表示 lambda 表达式通过引用捕获所有外部变量。
• 对捕获变量的修改会反映到外部作用域。

int x = 10;
auto lambda = [&]() { 
    x = 20;  // 修改外部变量 x
    return x; 
};
lambda();
std::cout << x;  // 输出: 20

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3. 按值捕获 [=]

• 表示 lambda 表达式通过值捕获所有外部变量。
• 对捕获变量的修改不会反映到外部作用域。

int x = 10;
auto lambda = [=]() { 
    // x 是只读的，不能修改
    return x + 1; 
};
std::cout << lambda();  // 输出: 11
std::cout << x;  // 输出: 10（未被修改）

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4. 显式捕获特定变量

• 可以显式指定捕获的变量，并选择是按引用捕获还是按值捕获。

按引用捕获特定变量 [&x, &y]

int x = 10, y = 20;
auto lambda = [&x, &y]() { 
    x = 30;
    y = 40;
};
lambda();
std::cout << x << " " << y;  // 输出: 30 40

按值捕获特定变量 [x, y]

int x = 10, y = 20;
auto lambda = [x, y]() { 
    // x 和 y 是只读的
    return x + y; 
};
std::cout << lambda();  // 输出: 30

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5. 混合捕获

• 可以混合使用按引用捕获和按值捕获。

int x = 10, y = 20;
auto lambda = [&x, y]() { 
    x = 30;  // 修改 x（按引用捕获）
    // y 是只读的（按值捕获）
    return x + y; 
};
lambda();
std::cout << x << " " << y;  // 输出: 30 20

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6. 隐式捕获与显式捕获结合

• 可以使用 [&, x] 或 [=, &x] 的形式，表示默认捕获方式（& 或 =），同时显式指定某些变量的捕获方式。

默认按引用捕获，显式按值捕获 [&, x]

int x = 10, y = 20;
auto lambda = [&, x]() { 
    y = 30;  // 修改 y（默认按引用捕获）
    // x 是只读的（显式按值捕获）
    return x + y; 
};
lambda();
std::cout << x << " " << y;  // 输出: 10 30

默认按值捕获，显式按引用捕获 [=, &x]

int x = 10, y = 20;
auto lambda = [=, &x]() { 
    x = 30;  // 修改 x（显式按引用捕获）
    // y 是只读的（默认按值捕获）
    return x + y; 
};
lambda();
std::cout << x << " " << y;  // 输出: 30 20

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7. 捕获 this 指针

• 在类的成员函数中，lambda 表达式可以捕获 this 指针，以访问类的成员变量和成员函数。

class MyClass {
public:
    int x = 10;
    void print() {
        auto lambda = [this]() { 
            std::cout << x;  // 访问成员变量 x
        };
        lambda();
    }
};

MyClass obj;
obj.print();  // 输出: 10

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8. 捕获初始化（C++14 引入）

• 在 C++14 中，可以在捕获列表中初始化变量。这种方式允许在 lambda 表达式中定义新的变量。

int x = 10;
auto lambda = [y = x + 1]() { 
    return y; 
};
std::cout << lambda();  // 输出: 11

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9. 可变 lambda（mutable 关键字）

• 默认情况下，按值捕获的变量是只读的。如果需要在 lambda 表达式中修改按值捕获的变量，可以使用 mutable 关键字。

int x = 10;
auto lambda = [x]() mutable { 
    x = 20;  // 修改按值捕获的变量
    return x; 
};
lambda();
std::cout << x;  // 输出: 10（外部变量未被修改）

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总结

C++ lambda 表达式的捕获列表形式非常灵活，主要包括：

1. 空捕获列表 []
2. 按引用捕获 [&]
3. 按值捕获 [=]
4. 显式捕获特定变量 [x, &y]
5. 混合捕获 [&, x] 或 [=, &x]
6. 捕获 this 指针
7. 捕获初始化（C++14）
8. 可变 lambda（mutable）

根据具体需求选择合适的捕获方式，可以更好地控制 lambda 表达式的行为。如果你有其他问题，欢迎继续讨论！