Зачем, с точки зрения использования лямбда-функций, могут понадобиться поля функциональных объектов?

Лямбда-функции в C++ являются синтаксическим сахаром для функциональных объектов (functors). Поля функциональных объектов соответствуют захваченным переменным из внешней области видимости лямбды.

Захват переменных необходим для следующих целей:

1. Передача состояния: Лямбда может использовать и изменять значения переменных, существовавших на момент ее создания. Это позволяет лямбде сохранять состояние между вызовами или получать доступ к данным, необходимым для ее работы.

   int offset = 5;
   auto add_offset = [offset](int x) {
       return x + offset; // Захват переменной offset
   };
   // add_offset теперь использует сохраненное значение offset
   

2. Изменение внешней области видимости: При захвате по ссылке ([&], [&var]), лямбда может изменять значение переменной из внешней области видимости.

   int counter = 0;
   auto increment = [&counter]() { // Захват по ссылке
       counter++;
   };
   increment(); // counter теперь равен 1
   

3. Использование в алгоритмах: Лямбды с захватом часто используются в алгоритмах стандартной библиотеки (например, std::for_each, std::sort), где им требуется доступ к данным, определяющим их поведение.

   std::vector<int> numbers = {1, 5, 2, 8, 3};
   int max_value = 7;
   // Фильтруем числа, превышающие max_value
   numbers.erase(std::remove_if(numbers.begin(), numbers.end(),
                               [&max_value](int x) { // Захват max_value
                                   return x > max_value;
                               }),
                  numbers.end());
   

4. Передача объектов с состоянием: Поля функционального объекта позволяют лямбде сохранять и использовать экземпляры классов или структур.

   struct Config {
       int threshold;
   };
   Config config = {10};
   auto is_above_threshold = [config](int value) { // Захват объекта Config
       return value > config.threshold;
   };
   

Таким образом, поля функциональных объектов, реализуемые через механизм захвата лямбд, служат для инкапсуляции состояния и данных, необходимых лямбде для выполнения ее функций, связывая ее с контекстом, в котором она была создана.