【Qt/C++】深入理解 Lambda 表達式與 mutable 關鍵字的使用

在 Qt 開發中，我們常常會用到 lambda 表達式來編寫簡潔的槽函數。今天通過一個實際代碼示例，詳細講解 lambda 的語法、變量捕獲方式，特別是 mutable 的作用。

示例代碼

QPushButton * myBtn = new QPushButton(this);
QPushButton * myBtn2 = new QPushButton(this);
myBtn2->move(100, 100);
int m = 10;connect(myBtn, &QPushButton::clicked, this, [m]() mutable {m = 100 + 10;qDebug() << m;
});connect(myBtn2, &QPushButton::clicked, this, [=]() {qDebug() << m;
});qDebug() << m;

一、Lambda 表達式基本結構

Lambda 表達式的完整語法如下：

[capture](parameter_list) mutable -> return_type {// function body
};

每個部分含義如下：

• [capture]：捕獲列表，決定 lambda 能訪問哪些外部變量以及如何訪問；
• (parameter_list)：傳入 lambda 的參數；
• mutable（可選）：允許修改捕獲的變量副本；
• -> return_type（可選）：指定返回類型；
• { ... }：函數體。

二、示例中的捕獲方式說明

connect(myBtn, ..., [m]() mutable {...})

• [m] 表示 按值捕獲 變量 m。lambda 拿到的是 m 的拷貝；
• mutable 關鍵字允許修改這個拷貝，否則按值捕獲的變量在 lambda 中默認是 const 的；
• 這段代碼中，m = 100 + 10; 是合法的，因為 mutable 去除了 m 的只讀限制；
• 需要注意，這種修改只作用在拷貝上，不影響外部的 m。

connect(myBtn2, ..., [=]() {...})

• [=] 表示 按值捕獲所有外部變量；
• 沒有加 mutable，所以 lambda 內部對 m 是只讀的；
• qDebug() << m; 打印的是外部 m 的原始值，即 10。

三、mutable 的關鍵作用

默認情況下，按值捕獲的變量在 lambda 中是 const 的：

int x = 5;
auto func = [x]() {x = 10; // 編譯錯誤！x 是 const
};

加上 mutable 后就允許修改：

int x = 5;
auto func = [x]() mutable {x = 10; // 合法，修改的是 x 的副本
};

這在一些涉及臨時變量處理的場景中非常有用，尤其是在 Qt 信號槽連接中修改狀態時。

四、輸出結果分析

假設用戶點擊了 myBtn 和 myBtn2：

1. qDebug() << m; 最初輸出 10；

2. 點擊 myBtn：

   • 輸出 110，是 lambda 拷貝的 m 被修改；

3. 點擊 myBtn2：

   • 輸出 10，lambda 看到的仍是最初的 m 值，因為它是按值捕獲的；
   • 沒有使用 mutable，無法修改。

五、最佳實踐建議

• 若只需要讀取變量，推薦用 [=] 捕獲；
• 若要修改變量拷貝，用 [x] mutable；
• 若想修改外部變量本體，使用 引用捕獲 [&x]；
• 警惕 [&] 捕獲所有變量引用，雖然方便但易引發生命周期錯誤。

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總結

捕獲方式	說明	可修改？	是否影響外部變量
[m]	按值捕獲變量 m	? 默認不可以 ? 使用 mutable	? 不影響
[=]	按值捕獲所有變量	?	?
[&m]	引用捕獲變量 m	?	?
[&]	引用捕獲所有變量	?	?

通過這個例子，希望你能對 lambda 表達式的使用和 mutable 關鍵字有更深入的理解，特別是在 Qt 的信號槽連接中，lambda 是一種高效優雅的解決方案。