当一个右值引用被副本捕获时会发生什么？答案

【问题标题】：What happens when an rvalue reference is captured by copy?当一个右值引用被副本捕获时会发生什么？
【发布时间】：2021-05-25 15:26:13
【问题描述】：

如果我有

std::function<int()> &&x = [] { return 1; };
auto lambda = [y = x(), x] { 
    return y * x();
};

lambda 内部的x 是什么类型：std::function<int()>、std::function<int()>& 或 std::function<int()>&&？如果是第一个，捕获的x 是由移动构造函数初始化还是由副本初始化（我需要[y = x(), x = std::move(x)] 来移动它）？

【问题讨论】：

看起来像来自强制编译器错误的const std::function<int ()> - 实时 - godbolt.org/z/Pfh5z9K8G
我错了还是实际上是std::function<int()>&&？ Wandbox.
1.它将是std::function<int()>。 2. 是的，你需要明确写x = std::move(x)。
@2b-t 在下面回答。
@songyuanyao 谢谢，我已经投了赞成票。玩弄一个简单的例子，我已经发现那里的decltype 实际上返回了本地variable，因为通过引用捕获变量不会做任何事情。非常感谢您的详细解释！

标签： c++ lambda c++14

【解决方案1】：

lambda里面的x是什么类型

x 被复制捕获，闭包类型中声明的数据成员类型为std::function<int()>。 [expr.prim.lambda.capture]/10

（强调我的）

对于通过副本捕获的每个实体，一个未命名的非静态数据成员是在闭包类型中声明。 ... 这样一个数据成员的类型就是被引用的类型如果实体是对对象的引用，...

和

捕获的x 是由移动构造函数初始化还是由副本初始化（而我需要[y = x(), x = std::move(x)] 来移动它）？

是的，您必须明确写出x = std::move(x)，否则x 将被复制构造，因为捕获的对象x 本身就是一个左值。

以及为什么decltype(x)会导致std::function<int()>&&类型，因为这里的x指的是在lambda之前定义的局部变量x。 [expr.prim.lambda.capture]/11

（强调我的）

a 的复合语句中的每个 id 表达式 lambda 表达式是对复制捕获的实体的 odr 使用转化为对相应未命名数据成员的访问闭包类型。

[注 7：不是 odr-use 的 id-expression 指的是原始实体，绝不是闭包类型的成员。 但是，这样的 id-expression 仍然可以导致实体的隐式捕获。 — 尾注]

顺便说一句，(x) 不是 id 表达式，x 这里指的是闭包类型的成员。然后decltype((x)) 导致const std::function<int()> & 类型（因为(x) 是一个左值表达式，而lambda 的operator() 是常量限定的；对于mutable lambda，它将是std::function<int()> &）。

【讨论】：

【解决方案2】：

x 使用复制构造函数按值捕获。

“x 的类型”有点没有实际意义。 lambda 类的类成员的类型为std::function<int()>，因此不是引用。表达式x 的类型为const std::function<int()>，是一个左值。（它是 const，因为我们在一个 const 限定的 operator() 内部。它不是引用，因为表达式与变量不同，can't have reference types。）

例子：

#include <type_traits>

int main()
{
    int &&x = 42;
    auto lambda = [x]
    {
        static_assert(std::is_same<decltype((x)), const int&>::value, "");
    };

    static_assert(sizeof lambda == sizeof(int), "");
}

Clang & MSVC 同意第一个断言，而 GCC 认为类型是int &。我相信这是decltype 中的一个 GCC 错误。

所有三个编译器都同意第二个断言。由于所有三个编译器都在 sizeof(void*) > sizeof(int) 所在的平台上进行了测试，这意味着它们都复制了变量而不是存储引用。

【讨论】：

decltype((x))（不像decltype(x)）不会总是返回lvalue吗？
@2b-t 如果您的意思是“左值引用”，那么答案是否定的。左值返回&，xvalues返回&&，prvalues返回非引用类型。
我的意思是lvalue reference。我不确定decltype((x))此时应该给你什么信息......在这种情况下x不仅仅是像songyuanyao指出的那样是lambda之外的变量x吗？这意味着在您的情况下，无论x 是int&& 还是int，它总是会返回一个lvalue reference？
@2b-t (x) 应该引用捕获，而不是原始引用。 “decltype((x)) 应该给你什么信息” 它告诉我x 是常量。如果x 被引用捕获，它将是非常量。
@2b-t x是一个id-expression，所以它指的是原始实体，而(x)不是一个id-expression。所以decltype(x) 和decltype((x)) 给出不同的结果（std::function<int()>&& vs const std::function<int()> &）。顺便说一句，mutable lambda decltype((x)) 将是 std::function<int()> &。

【解决方案3】：

我不能用语言律师这个，但here 是一些操场代码。看起来 clang 和 gcc 假定了一个右值引用，而 msvc 假定了一个没有引用限定符的值。

但是，在所有情况下，您的对象都将被复制构造。

【讨论】：