如果 lambda 在运行时被移动/破坏会发生什么？

Question

考虑：

std::vector<std::function<void()>> vec;
something_unmovable m;
vec.push_back([&vec, m]() {
    vec.resize(100);
    // things with 'm'
});
vec[0]();

vec.resize(100) 可能会导致向量的重新分配，这意味着std::functions 将被复制到新位置，而旧的将被销毁。然而，当旧的仍在运行时，就会发生这种情况。这个特定的代码运行是因为 lambda 没有做任何事情，但我想这很容易导致未定义的行为。

那么，究竟发生了什么？ m 仍然可以从向量中访问吗？或者是 lambda 的 this 指针现在无效（指向已释放的内存），因此 lambda 捕获的任何内容都无法访问，但是如果它运行的代码不使用它捕获的任何内容，它不是未定义的行为？

另外，lambda 可移动的情况有什么不同吗？

Answer 1

正如其他答案已经涵盖的那样，lambda 本质上是语法糖，用于轻松创建提供自定义 operator() 实现的类型。这就是为什么您甚至可以使用对operator() 的显式引用来编写 lambda 调用，例如：int main() { return [](){ return 0; }.operator()(); }。所有非静态成员函数的相同规则也适用于 lambda 主体。

并且这些规则允许在执行成员函数时销毁对象，只要成员函数之后不使用this。您的示例是一个不寻常的示例，更常见的示例是执行delete this; 的非静态成员函数。 This made it into the C++ FAQ，说明是允许的。

据我所知，该标准通过不真正解决它来实现这一点。它以不依赖于不被销毁的对象的方式描述成员函数的语义，因此实现必须确保即使对象被销毁也让成员函数继续执行。

所以回答你的问题：

或者是 lambda 的 this 指针现在无效（指向已释放的内存），因此 lambda 捕获的任何内容都无法访问，但如果它运行的代码不使用它捕获的任何内容，这不是未定义的行为?

是的，差不多。

另外，lambda 可移动的情况有什么不同吗？

不，不是。

唯一可能影响 lambda 移动的时间是在移动 lambda 之后。在您的示例中，operator() 继续在原始移出然后销毁的仿函数上执行。

Answer 2

您可以将 lambda 捕获视为普通结构实例。

在你的情况下：

struct lambda_UUID_HERE_stuff
{
    std::vector<std::function<void()>> &vec;
    something_unmovable m;

    void operator()()
    {
        this->vec.resize(100);
    }
};

...我相信所有相同的规则都适用（就 VS2013 而言）。

因此，这似乎是另一种未定义行为的情况。也就是说，如果&vec 恰好指向包含捕获实例的向量，并且operator() 中的操作会导致该向量调整大小。

Answer 3

最终，这个问题中有很多不相关的细节。我们可以将其简化为询问以下内容的有效性：

struct A {
    something_unmovable m;

    void operator()() {
        delete this;
        // do something with m
    }
};

并询问这种行为。毕竟resize()的影响就是调用了对象mid-function-call的析构函数。无论是由std::vector 移动还是复制都无关紧要 - 无论哪种方式，它都会随后被销毁。

标准在 [class.cdtor] 中告诉我们：

对于具有非平凡的对象 析构函数，在析构函数完成后引用对象的任何非静态成员或基类 执行会导致未定义的行为。

因此，如果something_unmovable 的析构函数不平凡（这将使A 的析构函数——或者你的lambda——不平凡），那么在调用析构函数之后对m 的任何引用都是未定义的行为。如果something_unmovable 确实有一个微不足道的析构函数，那么你的代码是完全可以接受的。如果您不在delete this（您的问题中的resize()）之后执行任何操作，那么这是完全有效的行为。

m 仍然可以从向量中访问吗？

是的，vec[0] 中的函子仍将包含 m。它可能是原始 lambda - 也可能是原始 lambda 的副本。但是会有m 一种方式或另一种方式。

Answer 4

函数对象通常是可复制的，因此您的 lambda 将继续运行而不会产生不良影响。如果它通过引用 AFAIR 捕获，内部实现将使用 std::reference_wrapper 以便 lambda 保持可复制。