【C++】ラムダ式の使い方を徹底解説（キャプチャ、ジェネリックラムダ）

2025年9月14日

はじめに

C++でstd::sortやstd::find_ifのような標準アルゴリズムを使う際、条件を指定するためだけに関数を別途定義するのは面倒な場合があります。

C++11で導入されたラムダ式は、このような「その場で使い捨ての簡単な関数が欲しい」という要求に応えるための機能です。ラムダ式を使うと、関数を定義する場所に、その処理内容を直接、インラインで記述できます。

この記事では、C++のコードを劇的に簡潔にする、ラムダ式の基本的な構文から、その強力なキャプチャ機能までを解説します。

1. ラムダ式の基本構文

ラムダ式は、以下の要素で構成されます。 [キャプチャ](引数リスト) -> 戻り値の型 { 関数の本体 }

[キャプチャ]: ラムダ式の外側にある変数にアクセスするための方法を指定します。（後述）
(引数リスト): 通常の関数と同じ引数を定義します。
-> 戻り値の型: 戻り値の型を明示します。コンパイラが推論できる場合は省略可能です。
{ 関数の本体 }: 実行したい処理内容を記述します。

サンプルコード

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main() {
    // 1. 最もシンプルなラムダ式
    auto greet = [](){ cout << "Hello, Lambda!" << endl; };
    greet();

    // 2. 引数と戻り値を持つラムダ式
    auto add = [](int a, int b) -> int {
        return a + b;
    };
    cout << "add(10, 20): " << add(10, 20) << endl;

    return 0;
}

2. キャプチャ: 外側の変数にアクセスする

ラムダ式の最も強力な機能が「キャプチャ」です。[]の中に指定を書くことで、ラムダ式が定義されたスコープ内の変数を取り込んで、関数本体の中で利用できます。

サンプルコード

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main() {
    vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
    int threshold = 3;
    
    // 1. 値キャプチャ [=] または [threshold]
    //    thresholdの「コピー」をラムダ内に取り込む
    int count_gt_copy = count_if(numbers.begin(), numbers.end(),
        [threshold](int n){ return n > threshold; }
    );
    cout << "3より大きい要素の数 (値キャプチャ): " << count_gt_copy << endl;


    // 2. 参照キャプチャ [&] または [&threshold]
    //    thresholdへの「参照」をラムダ内に取り込む
    for_each(numbers.begin(), numbers.end(),
        [&](int& n){ n *= threshold; } // 参照キャプチャしたthresholdで、元の要素を書き換える
    );
    
    cout << "各要素を3倍した後: ";
    for(int n : numbers) cout << n << " ";
    cout << endl;
    
    return 0;
}

解説: | キャプチャ | 説明 | |:—|:—| | [] | 何もキャプチャしない。 | | [=]| 全ての自動変数を値（コピー）でキャプチャする。 | | [&]| 全ての自動変数を参照でキャプチャする。 | | [x, &y]| xは値で、yは参照で、個別にキャプチャする。 |

3. ジェネリックラムダ (C++14)

引数の型にautoを使うことで、様々な型に対応できるテンプレートのようなラムダ式（ジェネリックラムダ）を定義できます。

// autoキーワードで、あらゆる型の引数を受け取れる
auto generic_add = [](auto a, auto b) {
    return a + b;
};

cout << generic_add(10, 20) << endl;       // int + int
cout << generic_add(3.14, 2.71) << endl;   // double + double
cout << generic_add(string("a"), string("b")) << endl; // string + string

4. 初期化キャプチャ (C++14)

キャプチャ句の中で、新しい変数を宣言・初期化できます。これは、変数の所有権をムーブ（move）でラムダ内に移したい場合などに特に便利です。

#include <memory>

auto p = make_unique<int>(100);

// pの所有権を、ラムダ内の新しい変数ptrにムーブ
auto lambda_with_move = [ptr = move(p)]() {
    cout << "ラムダ内の値: " << *ptr << endl;
};

lambda_with_move();
// この後、pは空になっている (p == nullptr)