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C++11 Lambda 的变量捕获

1. 什么是 Lambda 表达式

        C++11 引入了 Lambda 表达式，它是一种匿名函数对象，允许我们在需要的地方定义一个简短的函数，而无需显式地定义一个命名函数。Lambda 表达式的基本语法如下  

[capture list] (parameter list) -> return type { function body }

        cpature list:用于捕获外部变量，可指定 Lambda 表达式如何访问其所在作用域中的变量

        parameter list: 和普通函数的参数列表类似

        return type:可省略，编译器会自动推导返回类型

        function body:Lambda函数具体的实现

2. 变量捕获的方式

2.1 值捕获

        值捕获会将外部变量的副本存储在 Lambda 表达式中。在 Lambda 表达式创建时，变量的值就被复制，之后即使外部变量的值发生改变，Lambda 内部使用的仍是捕获时的值。

#include <iostream>int main() {int x = 10;auto lambda = [x]() {std::cout << "Captured value of x: " << x << std::endl;};x = 20;lambda(); // 输出 10return 0;
}

2.2 引用捕获

        引用捕获会存储外部变量的引用，而不是副本。这意味着 Lambda 内部对变量的修改会影响到外部变量，反之亦然。        

#include <iostream>int main() {int x = 10;auto lambda = [&x]() {std::cout << "Captured reference of x: " << x << std::endl;x = 20;};lambda(); // 输出 10std::cout << "Value of x after lambda: " << x << std::endl; // 输出 20return 0;
}

2.3 混合捕获

        可以同时使用值捕获和引用捕获，用逗号分隔不同的捕获方式。

#include <iostream>int main() {int x = 10;int y = 20;auto lambda = [x, &y]() {std::cout << "Captured value of x: " << x << std::endl;std::cout << "Captured reference of y: " << y << std::endl;y = 30;};lambda();std::cout << "Value of y after lambda: " << y << std::endl; // 输出 30return 0;
}

2.4 默认捕获

#include <iostream>int main() {int x = 10;int y = 20;auto lambda1 = [=]() {std::cout << "Captured values: x = " << x << ", y = " << y << std::endl;};auto lambda2 = [&]() {std::cout << "Captured references: x = " << x << ", y = " << y << std::endl;x = 30;y = 40;};lambda1();lambda2();std::cout << "Values after lambda2: x = " << x << ", y = " << y << std::endl;return 0;
}

Lambda 在 Qt 中的应用

1. 与信号和槽结合使用

        在 Qt 中，信号与槽机制是处理事件的核心。Lambda 表达式可以作为槽函数使用，使得代码更加简洁。

#include <QApplication>
#include <QPushButton>
#include <QWidget>int main(int argc, char *argv[]) {QApplication app(argc, argv);QWidget window;QPushButton button("Click me", &window);int counter = 0;QObject::connect(&button, &QPushButton::clicked, [&counter]() {counter++;std::cout << "Button clicked " << counter << " times." << std::endl;});window.show();return app.exec();
}

        在这个例子中，我们创建了一个 QPushButton，并使用 QObject::connect 将其 clicked 信号连接到一个 Lambda 表达式。每次按钮被点击时，Lambda 表达式会将 counter 变量加 1 并输出点击次数。由于使用了引用捕获，Lambda 内部可以修改外部的 counter 变量。

2. 在 QTimer 中使用

   QTimer 是 Qt 中用于定时触发事件的类，Lambda 表达式可以方便地作为定时器的槽函数。

#include <QApplication>
#include <QTimer>
#include <iostream>int main(int argc, char *argv[]) {QApplication app(argc, argv);int counter = 0;QTimer timer;QObject::connect(&timer, &QTimer::timeout, [&counter]() {counter++;std::cout << "Timer ticked " << counter << " times." << std::endl;if (counter >= 5) {QCoreApplication::quit();}});timer.start(1000); // 每秒触发一次return app.exec();
}

         在这个例子中，我们创建了一个 QTimer，并将其 timeout 信号连接到一个 Lambda 表达式。定时器每秒触发一次 timeout 信号，Lambda 表达式会将 counter 变量加 1 并输出计时次数。当 counter 达到 5 时，程序退出。