看懂 lambda，你就懂 C++11 在补哪一块历史窟窿

lambda 不是突然冒出来的。

它是 C++ 很长一段历史里。

“回调”和“算法”把人逼出来的产物。

九十年代 STL 把算法搬进标准库。

sort 、 find_if 、 for_each 这些东西一出来。

大家就开始不断地问一个问题。

比较规则放哪。

过滤条件放哪。

那会儿最省事的做法是函数指针。

bool by_length(const std::string& a, const std::string& b) {
return a.size
}

能用。

但它带不走上下文。

你想要一个“阈值”。

想要一个“表”。

想要一个“配置”。

函数指针就开始装死。

于是 C++ 的老派解法登场。

函数对象。

也就是写个类。

把状态塞进去。

再实现 operator 。

它很强。

也很啰嗦。

而且只要你写过一堆一次性比较器。

你就会明白。

这不是“工程设计”。

这是“为了写一行算法调用，先铺十行仪式”。

再后来。

社区开始用库来补洞。

Boost 里就出现过好几代“库级 lambda”。

表达力很猛。

代价也很猛。

编译错误像瀑布。

编译时间像冬天。

这些尝试的价值不在于让你天天用。

它们更像是在跟委员会说。

需求已经摆在桌上了。 不要逼大家继续用库硬凑。

到了 C++0x（后来改名 C++11）。

标准委员会要解决的不只是“写起来帅不帅”。

而是两件更朴素的事。

让算法和回调能在现场写。

让状态能安全地跟着走。

于是 lambda 作为语言特性进了标准。

它的语法也很直白。

是口袋。

口袋里装捕获。

是参数。

{} 是函数体。

下面我们先从“没有 lambda 的年代”开始。

你会看到。

它到底替你省掉了哪些仪式。

没有 lambda 的年代

先看一个最常见的场景。

按长度排序字符串。

C++11 之前你经常这么写。

#include
#include
#include

 struct ByLength {
booloperator(const std::string& a, const std::string& b) const{
return a.size
}
};

 int main {
std::vectorstd::string> v{"aaa", "b", "cc"};
std::sort(v.begin, v.end, ByLength{});
}

能用。

也够“正统”。

但它有一个很现实的问题。

这段比较逻辑只在这里用一次。

你还是得给它起名字。

还得给它放个地方。

最后你得到一堆“只用一次的类型”。

代码像抽屉里的塑料袋。

越攒越多。

lambda 的核心：把临时函数写在原地

C++11 的 lambda 长这样。

 {
}

它看起来像三块。

。

。

{} 。

我习惯把它理解成。

“我现在要在这里造一个函数对象”。

最简单的例子。

auto f =  {
return42;
};


 int x = f;

f 不是函数指针。

它是一个匿名类型的对象。

它有一个 operator 。

所以你可以像调用函数一样调用它。

这就是为什么很多人说。

lambda 的本质是“匿名函数对象”。

回到排序：把比较逻辑贴回现场

刚才那段排序。

现在可以写成这样。

#include
#include
#include

 intmain {
std::vectorstd::string> v{"aaa","b","cc"};

 std::sort(v.begin, v.end,
(const std::string& a, const std::string& b) {
return a.size
});
}

你一眼就知道它在比什么。

你也不用去找 ByLength 在哪。

这对“读代码”来说，是实打实的效率。

那对方说的“闭包”到底是什么

你会听到另一句话。

lambda 是闭包。

别被术语吓到。

它讲的其实就是一件事。

lambda 可以“带着环境一起走”。

也就是捕获。

捕获：把外面的变量带进来

先看一个最朴素的。

我们想筛掉长度小于某个阈值的字符串。

阈值是运行时决定的。

#include
#include
#include

 intmain {
std::vectorstd::string> v{"aaa","b","cc"};
std::size_t limit =2;

 auto it = std::find_if(v.begin, v.end,
[limit](conststd::string& s) {
return s.size >= limit;
});

 (void)it;
}

这里的 [limit] 就是捕获列表。

它表示。

把外面的 limit 按值拷贝一份。

拷贝进这个 lambda 对象里。

所以它才叫“闭包”。

它把 limit 这份上下文封在里面了。

按值捕获 vs 按引用捕获

按值捕获。

安全。

但它不会跟着外界变化。

int x = 1;
auto f = [x] { return x; };


 x =2;
int v = f;// 还是 1

按引用捕获。

灵活。

但你就要开始关心生命周期。

int x = 1;
auto f = [&x] { return x; };


 x =2;
int v = f;// 变成 2

这就是工程里经常踩的坑。

lambda 把引用带走了。

变量却早就死了。

尤其是你把 lambda 塞进回调。

塞进线程。

塞进异步任务。

那就更容易“看着没问题”。

然后在某个晚上炸。

让 lambda 修改按值捕获：mutable

C++11 里。

按值捕获默认是只读的。

int x = 1;


 auto f = [x] {
// x++; // ❌ 不允许
return x;
};

如果你确实想改那份“拷贝进来的 x”。

可以加 mutable 。

int x = 1;

 auto f = [x] mutable {
x++;
return x;
};

 int a = f;// 2
int b = f;// 3

注意。

你改的是闭包对象内部的那份副本。

不是外面的 x 。

捕获 this：很方便，也很危险

成员函数里写 lambda。

很自然会捕获 this 。

#include

 struct Worker {
int base =10;

 std::functionint(int)>make {
return [this](int x) {
return base + x;
};
}
};

这段代码能跑。

但风险也很明显。

你把 lambda 返回出去了。

lambda 里握着 this 。

如果 Worker 先销毁。

lambda 再被调用。

那就是悬空指针。

很多“回调偶现崩溃”。

背后就是这种故事。

在 C++11 里。

你得自己保证对象活得比回调久。

或者让回调捕获 shared_ptr 。

别让 this 裸奔。

返回类型：大多数时候不用写

lambda 的返回类型通常可以自动推导。

auto f = (int x) {
return x +1;
};

但有一个经典场景会卡住。

分支返回不同类型。

auto g = (bool ok) {
if (ok) {
return1;
}
return0;// 这还好
};

如果分支里返回的类型不一致。

你就需要明确写返回类型。

auto h = (bool ok) -> int {
if (ok) {
return1;
}
return0;
};

C++11 的规则比较朴素。

它希望你别让编译器猜你到底想要什么。

把 lambda 放到哪里

lambda 的类型是匿名的。

所以你最常见的接法是 auto 。

auto pred = (int x) { return x > 0; };

但有时你需要把它存到容器里。

或者做成接口返回。

这时很多人会用 std::function 。

#include


 std::functionint(int)> f = (int x) { return x +1; };

这能用。

代价也真实。

std::function 是类型擦除。

可能有一次堆分配。

也会引入间接调用。

性能敏感路径上。

你要心里有数。

如果你在写模板库。

更常见的做法是。

让调用方把 lambda 作为模板参数传进来。

template class F>
int apply(F f, int x) {
return f(x);
}


 intmain {
int v = apply((int x) { return x +1; },41);
(void)v;
}

这样通常可以内联。

也不会产生类型擦除的开销。

lambda 和线程：最容易踩的一个雷

你把 lambda 丢给线程。

最常见的坑是。

按引用捕获了一个局部变量。

然后线程还没跑完。

局部变量就没了。

#include


 std::threadspawn {
int x =42;
return std::thread([&] {
(void)x;
});
}

这段代码的危险点不在语法。

在生命周期。

最稳的办法。

要么按值捕获。

要么把需要的东西搬进线程对象里。

你别让线程去借一个“马上要还的变量”。

小结

lambda 不是为了炫技。

它解决的，是“临时小逻辑到处放”的老毛病。

它让使用点和逻辑点贴在一起。

读代码的人少搬家。

写代码的人少起名。

但它也把一个更老的工程问题推到你面前。

生命周期。

你捕获什么。

捕获的是值还是引用。

this 能不能安全带出去。

这些问题。

在没有 lambda 的年代也存在。

只是那时你写得更啰嗦。

所以更容易意识到“我在把东西带走”。

到了 lambda。

一切变顺手了。

也就更容易顺手埋雷。

写得爽。

也得写得清醒。

结尾

我是 everystep 的作者。

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