C++ Lambda 表达式（匿名函数）：写临时小函数的「快捷方式」

Lambda 表达式就是一个当场写、当场用、不用起名字的小函数。在 sort、for_each、STL 容器遍历里写回调非常方便，比单独写全局函数或仿函数更紧凑。

一、完整语法

[捕获列表](参数列表) mutable -> 返回值类型 { 函数体 };

拆成 5 部分：

位置	名称	说明
[]	捕获列表	把外面变量抓到 lambda 内部使用（最核心、最容易踩坑）
()	参数列表	和普通函数参数一样
mutable	可选	允许修改「值捕获」的副本
-> 类型	尾置返回类型	可选，大部分情况编译器能自动推导
{}	函数体	真正执行的代码

大括号后面的分号 ; 不要漏——lambda 整体是一个表达式，表达式必须以分号结尾。

二、捕获列表（最核心、最容易踩坑）

写法	含义
[]	不捕获任何外部变量
[=]	值捕获：复制一份进 lambda，只读；加 mutable 才能改副本，但不会改原值
[&]	引用捕获：全部变量引用，lambda 内修改会直接改动原值
[x]	只值捕获 x
[&x]	只引用捕获 x
[=, &x]	默认全部值捕获，唯独 x 用引用捕获
[this]	类内使用，捕获当前对象的 this 指针

大坑：引用捕获不要捕获生命周期已经结束的变量（比如函数局部变量），如果 lambda 延迟执行、变量已经销毁，就会变成悬垂引用，访问直接未定义行为。

三、示例 1：基础 sort（竞赛最常用）

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> a = {3, 1, 4, 2};
    // lambda 作为 sort 的比较函数：从大到小排序
    sort(a.begin(), a.end(), [](int x, int y) {
        return x > y;
    });
    for (auto num : a) cout << num << ' ';
    return 0;
}

输出：

4 3 2 1

四、示例 2：捕获外部变量

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int limit = 10;
    // 值捕获 limit
    auto f = [=](int x) {
        return x < limit;
    };
    cout << f(5);    // 输出 1（5 < 10）
    return 0;
}

五、示例 3：mutable 演示

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 1;
    auto f = [=]() mutable {
        a++;          // 不加 mutable 编译报错！改的只是副本
        cout << a << endl;
    };
    f();              // 副本里 a 变成 2
    cout << a;         // 外面原值仍然是 1
    return 0;
}

输出：

2
1

六、示例 4：引用捕获

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 1;
    auto f = [&]() {
        a++;          // 直接修改外面原始变量
    };
    f();
    cout << a;         // 输出 2
    return 0;
}

七、存储 lambda：auto 与 std::function

lambda 的类型是匿名的独特类型，不能直接写类型名。一般两种存法：

• 直接 auto：最常用、最推荐。
• std::function：需要把 lambda 当成「可调用对象」在函数之间传来传去时用。

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

int main() {
    function<int(int)> f = [](int x) { return x * x; };
    cout << f(3);        // 输出 9
    return 0;
}

八、易错点清单

1. [&] 大范围引用捕获要慎用。lambda 内部会"延长"被引用变量的生命周期错觉——其实是悬垂引用。一旦原变量被销毁，lambda 内访问直接未定义行为。
2. mutable 只对「值捕获」的副本生效。引用捕获本来就是原变量，加不加 mutable 都能改。
3. 没写返回类型，编译器推导不出来时，lambda 会推导成 void。比如函数体只有一条 return x * x;（多分支）的情况，最好显式写 -> int。
4. 捕获 this 后对象生命周期：lambda 内访问成员依赖原对象存活。如果 lambda 被存起来跨函数使用，原对象提前销毁就会出 bug。

九、极简速记

场景	推荐写法
只读访问外部变量	[=]
修改外部变量	[&]（慎用，注意生命周期）
sort 自定义排序	sort(..., [](a,b){ return a > b; })
函数间传递	std::function<R(Args...)>
存储局部 lambda	auto f = [...](){...};

十、小结

• Lambda 是匿名函数，当场写当场用，代码紧凑；
• 捕获列表是核心：[=] 只读、[&] 可改原值；
• 优先用 auto，需要跨函数传递再考虑 std::function；
• C++11 引入，蓝桥杯 / 信奥 / 洛谷编译器全部支持。