侯捷 C++ 课程学习笔记：lambda 表达式在现代 C++ 中的应用-优快云博客

侯捷老师详细介绍了 lambda 表达式的基本语法：[捕获列表](参数列表) mutable -> 返回类型 {函数体}。其中，捕获列表用于捕获外部作用域中的变量，使其在 lambda 表达式内部可用；参数列表与传统函数的参数列表类似，用于接收传入的参数；mutable关键字用于修改按值捕获的变量（若不使用mutable，按值捕获的变量在 lambda 表达式内部是只读的）；-> 返回类型指定函数的返回类型，若函数体中只有一条return语句，且编译器能够推断出返回类型，则可以省略该部分；函数体则是具体的实现逻辑。例如：

int x = 5;

auto multiplyByX = [x](int a) { return a * x; };

int result = multiplyByX(4); // result为20

在这个例子中，[x]表示按值捕获变量x，(int a)是参数列表，函数体return a * x实现了将传入参数a与捕获的x相乘并返回结果的功能。

捕获方式

课程中重点讲解了 lambda 表达式的捕获方式，包括按值捕获[变量名]、按引用捕获[&变量名]以及混合捕获。按值捕获时，lambda 表达式内部会复制一份捕获变量的值，对该变量的修改不会影响外部变量。按引用捕获则是引用外部变量，在 lambda 表达式内部对变量的修改会反映到外部。混合捕获允许同时使用按值和按引用捕获。例如：

int y = 10;

int z = 20;

auto modifyYAndZ = [&y, z](int a) { y += a; return z * a; };

int newZ = modifyYAndZ(5); // newZ为100，y变为15

这里，y是按引用捕获，z是按值捕获，在modifyYAndZ函数中对y的修改会影响外部的y，而z在函数内部是一份拷贝，不影响外部的z。

lambda 表达式在现代 C++ 中的优势

代码简洁性

lambda 表达式极大地简化了代码。在需要定义一些简单的、临时性的函数时，无需像传统方式那样在代码的其他地方专门定义函数，直接在使用处编写 lambda 表达式即可。例如，在使用std::sort对一个std::vector<int>进行降序排序时：

#include <iostream>

#include <vector>

#include <algorithm>

int main() {

std::vector<int> numbers = {5, 2, 8, 1, 9};

std::sort(numbers.begin(), numbers.end(), [](int a, int b) { return a > b; });

for (int num : numbers) {

std::cout << num << " ";

}

return 0;

}

通过 lambda 表达式，我们直接在std::sort的第三个参数处定义了比较函数，使代码更加紧凑，无需额外定义一个全局或局部的比较函数。

提高代码可读性

虽然 lambda 表达式语法起初可能较难理解，但在熟悉之后，它能够使代码的意图更加清晰。例如，在使用std::for_each遍历容器并对每个元素执行特定操作时：

std::vector<int> values = {1, 2, 3, 4, 5};

std::for_each(values.begin(), values.end(), [](int& num) { num *= 2; });

从这段代码中可以直观地看出，我们对values容器中的每个元素都进行了乘以 2 的操作，lambda 表达式将操作逻辑与遍历操作紧密结合，使代码更易读。

增强代码的灵活性

lambda 表达式可以作为参数传递给函数，这为函数的功能扩展提供了极大的灵活性。例如，在一个自定义的算法函数中，我们可以通过传入不同的 lambda 表达式来实现不同的业务逻辑：

void customAlgorithm(const std::vector<int>& data, std::function<void(int)> operation) {

for (int num : data) {

operation(num);

}

int main() {

std::vector<int> data = {10, 20, 30};

customAlgorithm(data, [](int num) { std::cout << num * 3 << " "; });

return 0;

}

这里，customAlgorithm函数接受一个std::function<void(int)>类型的参数operation，通过传入不同的 lambda 表达式，我们可以灵活地对data中的每个元素执行不同的操作。

实际项目中的应用案例

图形界面编程

在图形界面编程中，lambda 表达式常用于处理用户事件。例如，在使用 Qt 框架开发一个简单的按钮点击事件时：

#include <QApplication>

#include <QPushButton>

#include <iostream>

int main(int argc, char *argv[]) {

QApplication app(argc, argv);

QPushButton button("Click me");

button.clicked.connect([&button]() {

button.setText("Clicked!");

std::cout << "Button clicked" << std::endl;

});

button.show();

return app.exec();

}

通过 lambda 表达式，我们简洁地定义了按钮点击后的操作，包括修改按钮文本和输出日志信息，使代码更加简洁高效。

数据处理与分析

在数据处理与分析场景中，lambda 表达式也发挥着重要作用。例如，在处理一个包含学生成绩的std::vector<Student>容器时，我们需要筛选出成绩大于 80 分的学生：

#include <iostream>

#include <vector>

#include <algorithm>

struct Student {

std::string name;

int score;

};

int main() {

std::vector<Student> students = {

{"Alice", 85},

{"Bob", 70},

{"Charlie", 90}

};

std::vector<Student> highScorers;

std::copy_if(students.begin(), students.end(), std::back_inserter(highScorers), [](const Student& student) {

return student.score > 80;

});

for (const auto& student : highScorers) {

std::cout << student.name << ": " << student.score << std::endl;

}

return 0;

}

这里，通过std::copy_if和 lambda 表达式，我们轻松实现了对学生成绩的筛选，lambda 表达式简洁地定义了筛选条件，使代码逻辑清晰明了。

通过学习侯捷老师的课程，我对 lambda 表达式在现代 C++ 中的应用有了全新的认识和掌握。在今后的编程实践中，我将充分利用 lambda 表达式的优势，编写更加简洁、高效且易读的 C++ 代码。