lambda 表达式和闭包的陷阱包括：lambda 表达式中捕获意外变量，导致编译错误或异常行为。使用已销毁的变量，导致未定义的行为。闭包生命周期过长，引起内存泄漏或其他意外行为。闭包中捕获可变非线程安全变量，产生数据竞争。注意闭包如何与 lambda 表达式协同实现有用行为。

C++ Lambda 表达式与闭包：常见的陷阱和注意事项

Lambda 表达式是一种匿名函数，用于捕获局部变量并在函数对象中使用它们。然而，与传统的函数不同，Lambda 表达式会创建闭包，可能会导致意想不到的行为。本文将探讨这两个方面的陷阱和注意事项：Lambda 表达式和闭包。

Lambda 表达式中的陷阱

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• 捕获意外的变量：Lambda 表达式默认为捕获所有局部变量（按引用），包括函数中未使用的变量。这可能会导致编译器错误或运行时行为异常。

void example() {
  int a = 10;
  auto lambda = [a] {  // "a" 被隐式捕获
    return a++;  // 编译器错误：对捕获变量进行修改
  };
  int b = 20;  // "b" 不会被捕获
}

• 使用已销毁的变量：如果 Lambda 表达式捕获了局部变量，并且在调用该表达式后局部变量的生命周期已结束，则访问该变量将导致未定义的行为。

void example() {
  int a = 10;
  {
    auto lambda = [a] { return a; };  // "a" 在此范围后销毁
  }
  lambda();  // "a" 已销毁，访问将导致未定义的行为
}

闭包中的陷阱

• 生命周期过长：闭包会保持对 Lambda 表达式捕获的变量的引用，即使这些变量不再需要了。这可能会导致内存泄漏或其他意外的行为。

std::vector<std::function<int()>> lambdas;
for (int i = 0; i < 100; ++i) {
  lambdas.push_back([i] { return i; });  // "i" 被闭包捕获
}

• 线程安全性：如果 Lambda 表达式捕获了可变的非线程安全的变量，则闭包在多个线程中并行执行时可能会出现数据竞争。

std::atomic<int> shared_value = 0;
std::vector<std::function<void()>> lambdas;
for (int i = 0; i < 100; ++i) {
  lambdas.push_back([&shared_value] { shared_value++; });  // "shared_value" 被捕获为可变引用
}

实战案例

考虑一个简单的函数，该函数创建一个带有闭包的 Lambda 表达式，以计算数字的阶乘：

int factorial(int n) {
  return std::reduce(std::vector<int>(n, 1), 1, [](int a, int b) { return a * b; });
}

此 Lambda 表达式捕获了局部变量 n，并使用它来创建数字序列 [1, 2, ..., n]。虽然这个例子中的闭包没有造成任何问题，但它展示了 Lambda 表达式如何与闭包结合使用以实现有用的行为。