C++ lambda 是编译器生成的唯一闭包类，基本写法为 capture -> return_type { body }；捕获列表、参数括号不可省略；多返回类型或复杂表达式需显式声明返回类型；std::function 有运行时开销，应优先用 auto 或模板传递。

lambda 表达式的基本写法（C++11 起）

C++ 的 lambda 不是“匿名函数”这种松散叫法，而是一个可调用对象（闭包类型），编译器会为每个 lambda 生成唯一的一个类。写法固定为：[capture](params) -> return_type { body }，其中 -> return_type 可省略（编译器自动推导返回类型，但仅限单条 return 语句）。

常见错误：漏掉括号 () 即使无参也必须写；误把捕获列表 [x] 写成 (x)；在需要右值引用的上下文中传入左值 lambda 却没用 std::move。

• [=] 值捕获所有外部变量（复制一份），注意：修改捕获的变量不会影响原变量
• [&] 引用捕获所有外部变量，使用时确保被引用变量生命周期足够长
• [x, &y] 混合捕获：x 值捕获，y 引用捕获（顺序无关，但推荐先值后引用）
• [this] 显式捕获当前对象指针，用于类内定义 lambda 并访问成员

什么时候必须显式写返回类型

当 lambda 函数体包含多条语句、或有多个 return 且类型不一致、或返回类型无法被编译器推导（如返回模板类型、或含条件运算符 a ? x : y 且 x/y 类型不同）时，-> 就不可省略。

例如下面这个会编译失败：

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

auto f = []() { 
    if (true) return 42; 
    else return 3.14; // error: deduced return type differs
};

修复方式是显式声明：

auto f = []() -> double { 
    if (true) return 42; 
    else return 3.14; 
};

注意：一旦用了 ->，就不能再用 auto 作为返回类型占位符（C++14 起支持 auto 返回类型推导，但仅限无 -> 的情况）。

lambda 和 std::function 的关系与性能代价

std::function 是类型擦除容器，能保存任意可调用对象（函数指针、绑定表达式、lambda 等），但它有运行时开销：一次间接调用 + 可能的堆分配（取决于实现和捕获大小）。直接用 lambda 类型（如 auto 或模板参数）则零成本。

典型误用场景：

• 把短小 lambda 存进 std::function 后反复调用（尤其在 tight loop 中）→ 应优先用 auto 或模板参数传递
• 捕获大量数据（比如整个大 vector）又存进 std::function → 可能触发堆分配，且拷贝成本高
• 跨线程传递引用捕获的 lambda（[&]）→ 极易引发悬垂引用，崩溃难定位

安全做法：值捕获 + 移动语义（[v = std::move(big_vec)]），或改用共享指针包装数据。

在 STL 算法中使用 lambda 的实际要点

几乎所有 STL 算法（std::sort、std::find_if、std::transform 等）都接受 lambda，这是它最常用也最自然的场景。但要注意几个边界问题：

• std::sort 要求比较 lambda 是严格弱序（strict weak ordering）：不能对相同元素返回 true，也不能出现 a
• 捕获局部变量时，若算法内部可能异步执行（如某些并行版本），需确认 lambda 生命周期覆盖整个执行期
• lambda 捕获 this 后传给 std::async，必须确保对象在异步任务结束前不销毁

一个典型安全写法：

std::vector v = {3, 1, 4};
std::sort(v.begin(), v.end(), [](int a, int b) { return a > b; }); // 降序

如果要按成员排序，别直接捕获 this 后传给可能长期存活的回调——更稳妥的是把所需数据提前拷贝出来，或用 shared_from_this() 配合智能指针管理生命周期。