Lambda 通过引用捕获右值引用答案

【问题标题】：Lambda capturing rvalue reference by referenceLambda 通过引用捕获右值引用
【发布时间】：2019-08-28 18:27:59
【问题描述】：

以下代码标准正确吗？ (godbolt)

即by-ref 捕获表示临时的转发引用，并从函数中返回生成的 lambda 值，在同一表达式中。

当然，存储 lambda 供以后使用会使它包含一个悬空引用，但我指的是 main 中的确切用法。

我的疑虑与this SO answer 和可能的this language defect 有关。具体来说，有一条令人生畏的评论说“标准中的引用捕获生命周期规则引用捕获的变量，而不是数据及其范围” - 这似乎是说捕获的对临时的引用可能在我的代码。

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <cassert>

template<typename F>
auto invoke(F&& f)
{
    return f();
}

template<typename F>
auto wrap(F&& f)
{
    return [&f]() {return f();}; // <- this by-ref capture here
}

int main()
{
    int t = invoke(wrap(
        []() {return 17;}
    ));

    assert(t == 17);
    return t;
}

【问题讨论】：

这是您的实际用例吗？因为你当然可以做return f();。
只是检查。你意识到invoke 和wrap 中的那些通用引用没有被传播，对吧？你也可以传递左值引用。
@SombreroChicken 在实际用例中 wrap 当然会做一些事情
@RichardHodges 是的，我可以声明 invoke 采用 l-value ref 但它不会改变问题 - invoke 函数只是用作使用从 @ 返回的 lambda 的一种方式987654332@ 在同一个表达式内

标签： c++ lambda temporary-objects forwarding-reference

【解决方案1】：

您的代码中有一个相对较短的窗口的 UB。（注：这是一个很奇怪的说法）。原始的 lambda 引用捕获规则声明该引用仅在捕获的变量超出范围之前有效。

这可能导致一种逐个引用的捕获，否则在 C++ 标准中是不可能的。（你能得到的最接近的是对包含引用的单成员结构的引用）

理论上，您可以利用这一事实使 lambda 引用捕获基于堆栈帧；捕获当前堆栈帧，并且所有（几乎？）引用参数都将位于该堆栈帧的固定偏移量。

由于大多数（全部？）ABI 将引用参数实现为底层指针，这将导致函数参数的引用参数在 lambda 返回后悬空。

没有编译器利用这一事实。该优化从未使用过，只是尽可能地观察到。 “lambda 的引用捕获具有变量引用的生命周期”规则从未被任何编译器（或至少我听说过的任何编译器）利用。

当它被发现时，它被作为标准中的缺陷解决方案来解决，这意味着它追溯地重新定义了c++11 的含义。

因此，虽然在历史上的 c++11 编译器下，这在技术上是 UB，但当前没有兼容的 c++11 编译器可以将其视为 UB，并且所有历史 C++11 编译器都以与当前编译器相同的方式处理它。所以你是安全的。

【讨论】：

具有包容性的历史课的精彩答案。传奇。
我对这个答案感到非常谦虚，在过去的 14 年里，我几乎只在专业环境中编程 C++，其中大部分是在金融/低延迟等方面。我相信我有足够的信息将此标记为答案，但我会尝试加强这个主题。

【解决方案2】：

是的，您的代码中没有 UB。 f 绑定到 lambda，但是您调用了在同一表达式中捕获 f 的 lambda，因此它的生命周期还没有结束。您链接的缺陷报告阐明了通过引用捕获引用的方式。通过澄清引用捕获实际上是对捕获的引用绑定到的对象的引用，解决了这个问题。

在您的情况下，捕获的 f 是对 lambda 的引用（而不是参数 f）。

【讨论】：