为什么我们需要为 lambda 中的引用捕获引用？

Question

考虑一下：

class TestLambda {
public:
    std::vector<char> data;
};

void test_lambda(TestLambda& obj) {
    [=]() mutable {
        obj.data.push_back(0x01);
    }();
}

int main() {
    TestLambda tst;
    tst.data.push_back(0x99);
    test_lambda(tst);

    // tst.data is unchanged at this point

    return 0;
}

在致电test_lambda 之后，我期望看到tst.data 的变化，但事实并非如此。要查看更改，我必须创建 lambda，再次传递 obj 的引用，即。 [&obj]().

为什么我们需要这个？我的意思是，又是一个参考？

obj 已经是一个参考。然后，lambda 通过复制捕获obj。那么，lambda 中的obj 本身不是引用吗？为什么？

有人可以解释一下吗？谢谢。

Answer 1

当在赋值的右侧使用时，引用就像一个“正常”变量一样工作。每当您定义按值捕获的 lambda 时，lambda 都拥有外部变量的副本，就好像 lambda 以这些行开头：

auto my_inner_variable = my_outer_reference;
auto my_inner_other_variable = my_outer_other_variable;

如果您希望引用“保持”引用，则必须通过引用捕获它，从而指示编译器发出如下代码：

auto& my_inner_variable = my_outer_reference;
auto& my_inner_other_variable = my_outer_other_variable; // if we instructed to capture everything by reference

Answer 2

根据草案标准§5.1.2/p15 Lambda 表达式 [expr.prim.lambda]（Emphasis Mine）：

如果实体被隐式捕获并且捕获默认值为 =，或者如果它通过捕获显式捕获，则通过副本捕获实体 这不是 & 标识符或 & 标识符初始化程序的形式。 对于复制捕获的每个实体，一个未命名的非静态数据成员是 在闭包类型中声明。这些成员的申报顺序 未指定。 此类数据成员的类型是 如果实体不是对 对象，否则引用类型。 [注意：如果捕获 实体是对函数的引用，对应的数据成员是 也是对函数的引用。 — 尾注] 匿名成员 union 不得抄袭。

因此，在：

void test_lambda(TestLambda& obj) {
    [=]() mutable {
        obj.data.push_back(0x01);
    }();
}

obj 是通过副本捕获的，因此您可以正确获得所描述的结果。换句话说，这是标准规定的 [=] 捕获默认行为。

Answer 3

您的函数 test_lambda 包含一个嵌套的 lambda 函数。在test_lambda 中，引用obj 在main 中引用tst。然后调用一个按值捕获的匿名 lambda 函数。在 lambda 函数 obj 内部是 test_lambda 内部的 obj 的副本。为什么不简单地写：

void test_lambda(TestLambda& obj) {
   obj.data.push_back(0x01);
}

你现在正在做的事情或许可以通过

来说明

void test_lambda(TestLambda& obj) {
    [=]() mutable {
        objCopy.data.push_back(0x01);
    }();
}

objCopy 由捕获 lambda 的值创建。