C++11 lambda 的捕获短板

我们知道 C++11 的 lambda 只有按值捕获和按引用捕获两种方式，但这两种方式都有局限，满足不了一些特殊场景：

  1. 对于只能移动、不能拷贝的对象，比如std::unique_ptr、std::future，C++11 根本没法把它们放进闭包；
  2. 对于拷贝成本很高的对象（比如大容器std::vector），我们只想移动进闭包节约开销，C++11 也做不到，只能被迫拷贝。

这是 C++11 lambda 设计上的一个明显缺陷，而 C++14 直接补上了这个短板。

C++14 的完美解决方案：初始化捕获（init capture）

C++14 引入了初始化捕获，也叫通用 lambda 捕获，它的灵活性极强，移动捕获只是它的核心用法之一，甚至能直接在捕获里创建对象，完全覆盖了 C++11 捕获的功能，还能做更多事。

1. 初始化捕获的语法逻辑

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[闭包内的数据成员名 = 初始化表达式]
  • 等号左侧：是 lambda 闭包类里自定义的数据成员名称；
  • 等号右侧：是初始化这个成员的表达式，可以是移动、函数调用、临时对象等。

两者作用域不同：左侧属于闭包类，右侧是 lambda 定义的外部作用域。

2. 两种经典使用场景

  1. 把已有对象移动进闭包
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auto pw = std::make_unique<Widget>();
// 将pw移动到闭包中，而非拷贝
auto func = [pw = std::move(pw)] { 
    return pw->isValidated() && pw->isArchived(); 
};
  1. 直接在捕获里创建对象（连局部变量都不用）
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auto func = [pw = std::make_unique<Widget>()] { 
    return pw->isValidated() && pw->isArchived(); 
};

C++11 没有初始化捕获？两种模拟移动捕获的方法

如果编译器只支持 C++11，没法用初始化捕获，也能实现近似的移动捕获效果。

1. 手写仿函数类

lambda 本质就是编译器生成的闭包类，那我们可以手动写一个类，在构造函数里把对象移动到成员变量中，重载operator()实现 lambda 的逻辑，效果完全一致。

2. 用std::bind模拟（更实用、更常用）

这是 C++11 模拟移动捕获的主要思路：

  • 先把要移动的对象移动构造到std::bind生成的绑定对象里（bind 会对右值参数做移动构造）；
  • 再让 lambda 以引用的方式，使用 bind 对象里存储的这个移动后的对象；
  • bind 对象的生命周期和闭包绑定，完全不用担心悬空问题。

比如移动vector进闭包的写法：

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std::vector<double> data;
// 填充data...
auto func = std::bind(
    [](const std::vector<double>& data) { 
        /* 使用闭包内的data */ 
    },
    std::move(data) // 先移动到bind对象中
);

总结

  1. C++14 环境下，直接用初始化捕获把对象移动到闭包中，简洁又安全；
  2. C++11 没有初始化捕获，就通过手写仿函数类或者std::bind的方式，模拟实现移动捕获的效果。