lambda表达式

在C++中，Lambda表达式是一种用来创建匿名函数的机制，它可以在需要函数作为参数的地方方便地定义并使用函数。Lambda表达式的语法形式如下：

[capture list] (parameters) -> return_type { body }

• capture list（捕获列表）：用来捕获外部变量，可以是值传递或引用传递。捕获列表可以为空，也可以使用=表示按值捕获所有外部变量，或使用&表示按引用捕获所有外部变量，还可以通过列表指定具体的变量进行捕获。

• parameters（参数列表）：与普通函数的参数列表类似，指定了Lambda函数的形参。

• return_type（返回类型）：指定了Lambda函数的返回类型，可以省略（根据返回值类型的推导）。

• body（函数体）：Lambda函数的具体实现。

在Lambda表达式中，捕获列表用于指定在函数体中可以访问的外部变量，并控制了这些变量的访问方式。C++中常见的捕获列表包括：

1.按值捕获（capture by value）：通过值的方式捕获外部变量，Lambda函数内部使用的是外部变量的副本。可以使用=来表示按值捕获所有外部变量，也可以使用变量名列表指定具体的变量按值捕获。

#include <iostream>

int main() 
{
    int x = 5;
    int y = 10;
    
    // 捕获x和y的副本
    auto lambda = [=]() {
        std::cout << "x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
    };

    x = 100;
    y = 200;
    
    lambda(); // 输出：x = 5, y = 10，因为Lambda函数捕获的是x和y的初始值
    std::cout << "x = " << x << ", y = " << y << std::endl;  //  x = 100, y = 200
    return 0;
}

2.按引用捕获（capture by reference）：通过引用的方式捕获外部变量，Lambda函数内部使用的是外部变量的引用。可以使用&来表示按引用捕获所有外部变量，也可以使用变量名列表指定具体的变量按引用捕获。

#include <iostream>

int main() 
{
    int x = 5;
    int y = 10;
    
    // 捕获x和y的引用
    auto lambda = [&]() {
        std::cout << "x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
    };

    x = 100;
    y = 200;
    
    lambda(); // 输出：x = 100, y = 200，因为Lambda函数捕获的是x和y的引用
    return 0;
}

当捕获列表为空时，Lambda表达式不捕获任何外部变量，即在Lambda函数体内部无法访问任何外部变量。这种情况下，Lambda函数只能使用函数参数或者全局变量等在其作用域内可见的变量。
下面是一个示例：

#include <iostream>

int main() {
    int x = 5;
    int y = 10;
    
    // 捕获列表为空，Lambda函数无法访问任何外部变量
    auto lambda = []() {
        // x 和 y 在这里不可见
        std::cout << "Hello, Lambda!" << std::endl;
    };

    lambda(); // 输出：Hello, Lambda!
    return 0;
}

在这个示例中，Lambda函数内部无法访问外部变量 x 和 y，因为捕获列表为空。Lambda函数仅仅打印了一条简单的消息，没有涉及任何外部变量。
这种情况下，Lambda函数的作用类似于普通的函数，它们之间的区别在于Lambda函数具有捕获外部变量的能力，而普通函数则没有这种能力。

3.按值捕获指定变量，按引用捕获其他变量：可以混合使用值捕获和引用捕获来捕获不同的外部变量，以满足不同的需求。

#include <iostream>

int main() {
    int x = 5;
    int y = 10;
    
    // 捕获x的副本，捕获y的引用
    auto lambda = [x, &y]() {
        std::cout << "x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
    };

    x = 100;
    y = 200;
    
    lambda(); // 输出：x = 5, y = 200，因为x被捕获为副本，y被捕获为引用
    return 0;
}

4.按引用捕获指定变量，按值捕获其他变量：与上面相反，可以将某些变量按引用捕获，而将其他变量按值捕获。

#include <iostream>

int main() {
    int x = 5;
    int y = 10;
    
    // 捕获x的引用，捕获y的副本
    auto lambda = [&x, y]() {
        std::cout << "x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
    };

    x = 100;
    y = 200;
    
    lambda(); // 输出：x = 100, y = 10，因为x被捕获为引用，y被捕获为副本
    return 0;
}

这些示例展示了不同捕获方式的用法和效果，可以根据具体的需求选择适合的捕获方式来访问外部变量。