[C++知识库]C++ lambda表达式如何理解？编译器做了什么

lambda表达式在C++11中引入，用lambda表达式表示匿名函数非常方便，语法很简单，而且可以使代码更紧凑，更易于阅读。
一个例子：

auto f{ []{ cout << "Hello \n"; } };
f();

或者

int a = 10;
cout << [a](int base)-> int{
	for(int i=0;i<a;i++){
		base += i;
	}
	returm base;
}(0) << endl;

声明一个lambda表达式的基本语法为：
[函数对象参数] (函数参数) mutable 或 exception 声明 -> 返回值类型 {函数体}

那这个lambda表达式是如何实现的呢？
编译器会针对lambda表达式生成一个匿名类，然后根据lambda表达式捕获的变量构造该匿名类的一个对象，实际调用lambda表示式会调用匿名类对象的operator()方法。
假设我们编写了这样的lambda函数：

int a = 10;
auto f[a](int base)-> int{
	for(int i=0;i<a;i++){
		base += i;
	}
	returm base;
};
f(0);

对于这样的代码，编译器可能是生成了如下代码：

//在cpp文件中添加匿名类的实现
class lambda_0s8s5d2 {
    public:
        //通过构造函数来捕获变量
        lambda_0s8s5d2(int a)：a(a){}
        
        int operator()(int base) const {
            for(int i=0;i<a;i++){
				base += i;
			}
			returm base;
        }
        //省略了拷贝构造函数、移动构造函数等实现
    private:
    	int a;
};

//在调用的地方构造出匿名类对象
int a = 10;
lambda_0s8s5d2 f(a);
f(0); //调用operator()方法

这里的匿名类名字是随便取的，看gdb里面匿名类的命名实现比较复杂。

也是说每一个lambda表达式都是一个函数对象，是仿函数，不是C中普通函数。因为它是对象，所以可以捕获变量，通过值传递或者引用传递。

所以看lambda表达式语法的五个部分分别对应什么样的实现：

1. [函数对象参数]。当使用[x]时，在匿名类中添加一个x所属类型的值。当使用[&y]，在匿名类中添加一个y所属类型的引用。当使用[=]时，将函数体内用到的所有外部变量的值都声明一个到匿名类中。当使用[&]时，将函数体内用到的所有外部变量的引用都声明一个到匿名类中。当使用[this]时，添加一个this所属类型的指针。
2. 函数参数。即匿名类operator方法的函数参数。
3. mutable 或 exception 声明。如果默认省略mutable声明，则代表operator()方法为const类型，即不能修改匿名类的成员变量，即不能修改被捕获的值。如果添加了mutable声明，则修改匿名类的成员变量，但如果捕获变量是值传递的，不会修改外部变量，如果捕获引用，则可以修改外部变量。 exception 声明是为匿名类的operator()方法添加异常声明。
4. 返回值类型。如果省略，匿名类的operator()方法也可以用auto类型（能够推断出来。
5. 函数体。匿名类的operator()方法的函数体。