你的代码几乎相当于:

#include <iostream>

class unnamed1
{
    int& n;
public:
    unnamed1(int& N) : n(N) {}

    /* OK. Your this is const but you don't modify the "n" reference,
    but the value pointed by it. You wouldn't be able to modify a reference
    anyway even if your operator() was mutable. When you assign a reference
    it will always point to the same var.
    */
    void operator()() const {n = 10;}
};

class unnamed2
{
    int n;
public:
    unnamed2(int N) : n(N) {}

    /* OK. Your this pointer is not const (since your operator() is "mutable" instead of const).
    So you can modify the "n" member. */
    void operator()() {n = 20;}
};

class unnamed3
{
    int n;
public:
    unnamed3(int N) : n(N) {}

    /* BAD. Your this is const so you can't modify the "n" member. */
    void operator()() const {n = 10;}
};

int main()
{
    int n;
    unnamed1 u1(n); u1();    // OK
    unnamed2 u2(n); u2();    // OK
    //unnamed3 u3(n); u3();  // Error
    std::cout << n << "\n";  // "10"
}

因此，您可以将lambdas视为生成一个带有operator()的类，该类默认为const，除非您说它是可变的。

您还可以将[]中捕获的所有变量(显式或隐式)视为该类的成员:[=]对象的副本或[&]对象的引用。它们在声明lambda时被初始化，就像有一个隐藏的构造函数一样。

为了扩展Puppy的回答，lambda函数被设计为纯函数。这意味着给定唯一输入集的每次调用总是返回相同的输出。让我们将input定义为调用lambda时所有参数加上所有捕获变量的集合。

在纯函数中，输出完全依赖于输入，而不依赖于某些内部状态。因此，任何lambda函数，如果是纯的，不需要改变其状态，因此是不可变的。

When a lambda captures by reference, writing on captured variables is a strain on the concept of pure function, because all a pure function should do is return an output, though the lambda does not certainly mutate because the writing happens to external variables. Even in this case a correct usage implies that if the lambda is called with the same input again, the output will be the same everytime, despite these side effects on by-ref variables. Such side effects are just ways to return some additional input (e.g. update a counter) and could be reformulated into a pure function, for example returning a tuple instead of a single value.

在我的印象中，按值捕获的全部意义在于允许用户更改临时对象——否则我几乎总是使用按引用捕获更好，不是吗?

问题是，它是“几乎”吗?一个常见的用例似乎是返回或传递lambdas:

void registerCallback(std::function<void()> f) { /* ... */ }

void doSomething() {
  std::string name = receiveName();
  registerCallback([name]{ /* do something with name */ });
}

我认为mutable不是almost的例子。我认为“按值捕获”就像“允许我在捕获的实体死亡后使用它的值”，而不是“允许我更改它的副本”。但这或许是有争议的。

如果你检查lambda的3个不同用例，你可能会发现区别:

按值捕获参数 使用'mutable'关键字按值捕获参数 通过引用捕获参数

案例1: 当你通过值捕获一个参数时，会发生一些事情:

不允许修改lambda内部的参数 无论lambda是什么，参数的值都保持不变 调用时，不管调用时的参数值是什么。

例如:

{
    int x = 100;
    auto lambda1 = [x](){
      // x += 2;  // compile time error. not allowed
                  // to modify an argument that is captured by value
      return x * 2;
    };
    cout << lambda1() << endl;  // 100 * 2 = 200
    cout << "x: " << x << endl; // 100

    x = 300;
    cout << lambda1() << endl;   // in the lambda, x remain 100. 100 * 2 = 200
    cout << "x: " << x << endl;  // 300

}

Output: 
200
x: 100
200
x: 300

案例2: 在这里，当您通过值捕获参数并使用'mutable'关键字时，与第一种情况类似，您创建了该参数的“副本”。这个“副本”存在于lambda的“世界”中，但是现在，你实际上可以在lambda世界中修改参数，因此它的值会被改变，并保存，以便在将来调用这个lambda时引用。同样，参数的外部“生命”可能完全不同(就值而言):

{
    int x = 100;
    auto lambda2 = [x]() mutable {
      x += 2;  // when capture by value, modify the argument is
               // allowed when mutable is used.
      return x;
    };
    cout << lambda2() << endl;  // 100 + 2 = 102
    cout << "x: " << x << endl; // in the outside world - x remains 100
    x = 200;
    cout << lambda2() << endl;  // 104, as the 102 is saved in the lambda world.
    cout << "x: " << x << endl; // 200
}

Output:
102
x: 100
104
x: 200

案例3: 这是最简单的情况，因为x不再有两次生命。现在x只有一个值，它在外部世界和lambda世界之间共享。

{
    int x = 100;
    auto lambda3 = [&x]() mutable {
        x += 10;  // modify the argument, is allowed when mutable is used.
        return x;
    };
    cout << lambda3() << endl;  // 110
    cout << "x: " << x << endl; // 110
    x = 400;
    cout << lambda3() << endl;  // 410.
    cout << "x: " << x << endl; // 410
}

Output: 
110
x: 110
410
x: 410

你必须理解捕获的意思!这是捕获而不是参数传递!让我们看一些代码示例:

int main()
{
    using namespace std;
    int x = 5;
    int y;
    auto lamb = [x]() {return x + 5; };

    y= lamb();
    cout << y<<","<< x << endl; //outputs 10,5
    x = 20;
    y = lamb();
    cout << y << "," << x << endl; //output 10,20

}

正如你所看到的，即使x被更改为20，仍然返回10 (x在lambda中仍然是5) 在lambda内部更改x意味着在每次调用中更改lambda本身(lambda在每次调用中都发生突变)。为了加强正确性，标准引入了mutable关键字。通过将lambda指定为mutable，就意味着对lambda的每次调用都可能导致lambda本身的更改。让我们看另一个例子:

int main()
{
    using namespace std;
    int x = 5;
    int y;
    auto lamb = [x]() mutable {return x++ + 5; };

    y= lamb();
    cout << y<<","<< x << endl; //outputs 10,5
    x = 20;
    y = lamb();
    cout << y << "," << x << endl; //outputs 11,20

}

上面的例子表明，通过使lambda可变，在lambda内部改变x会在每次调用时用一个新的x值“突变”lambda，而这个x值与主函数中x的实际值没有任何关系

参见本草案，在5.1.2下[expr.prim.]，第5款:

lambda表达式的闭包类型有一个公共内联函数调用操作符(13.5.4)，其参数 和返回类型由lambda表达式的参数声明子句和trailingreturn-描述 类型分别。此函数调用操作符声明为const(9.3.1)当且仅当lambdaexpression为 Parameter-declaration-clause后面不跟mutable。

编辑litb的评论: 也许他们想到了按值捕获，这样外部对变量的更改就不会反映在lambda中?引荐是双向的，这就是我的解释。但我不知道这是否有用。

编辑kizzx2的评论: 使用lambda的大多数情况下是作为算法的函子。默认的constness允许它在常量环境中使用，就像普通的const限定函数可以在那里使用，但非const限定的函数不能。也许他们只是想让这些情况更直观，他们知道自己在想什么。：）