为什么捕获 lambda 在 C++ 中不起作用？答案

【问题标题】：Why capture lambda does not working in c++?为什么捕获 lambda 在 C++ 中不起作用？
【发布时间】：2021-10-07 19:13:42
【问题描述】：

我正在使用 C++ 中的 lambda 表达式，并尝试了一些方法来查看结果。我实际上在 CppCon Back to Basics: Lambdas from Scratch - Arthur O'Dwyer - CppCon 2019 @21:47 观看了视频并开始使用 lambdas。

举个例子，我试过这个：

#include <iostream>
using namespace std;
int g = 10;//global var 'g'

//creating lambda
auto kitten = [=] () {return g+1;};
auto cat = [g=g] () {return g+1;};
// main
int main()
{
    g = 20;//modifying global variable 'g'
    cout<<"kitten: "<<kitten()<<"cat: "<<cat()<<endl;

    return 0;
}

以上代码的输出为：

kitten: 21cat: 11

在上面的例子中：[g=g]表示捕获一个名称为g且类型与外部g相同的数据成员，就像我写了auto g=g一样。这是g 的副本。当我们认为时这是有道理的（好像我以auto g=g 的形式写的）所以在我们的例子中结果是11，全局g 的修改不会反映在我们的local g 中。

小猫的结果是 21，因为据我了解，捕获所有内容，即按值捕获所有外部变量。

然后，当涉及到这个例子时，通过修改第一个 lambda 如下：

auto kitten = [] () {int g  = g; return g+1;};

在我声明 local g 并从 global g 赋值的地方，输出是：

kitten: 1cat: 11

但我期待第一个示例 (21) 中的输出，因为我正在尝试创建一个本地 g 并从全局 g 分配它的值，它已经是修改后的值 20。

代码在https://techiedelight.com/compiler/和godbolt.org上用c++（GCC 8.3.0）编译（用最新的编译器[=]这是不允许的，但结果是一样的）。

此时，我对捕获和/或 lambda 的概念有点困惑。

【问题讨论】：

[g=g] 与 [auto g=g] 相同，并且是您正在执行的操作。 = 表示在 lambda 捕获中复制，& 表示引用。
@NathanOliver 除了[auto g=g] 不是真正的语法。（如果真的需要在初始化捕获上强制使用一种类型，可以使用 [v=static_cast<T>(e)]。）
@Yakk - Adam Nevraumont 它可以从这里编译：techiedelight.com/compiler 使用 gcc 8.3.0，如帖子中所述！请仔细阅读并在那里尝试。
除非捕获列表为空并且 lambda 表达式的主体中没有引用外部非 constexpr 符号，否则此 lambda 会执行捕获。无捕获 lambda 表达式的一个可靠标志是它可以绑定到函数指针。

标签： c++ c++11 lambda std capture

【解决方案1】：

auto kitten = [] () {int g  = g; return g+1;};

您在这里根本没有使用全局变量。您正在使用本地 g 来初始化本地 g。程序的行为未定义。

为什么int g = g;试图自己初始化本地g，

因为初始化器位于声明本地g 的位置之后。

那个编译器不应该用全局 g 初始化吗？

没有。

【讨论】：

也许提出如何解决全球问题的建议：auto kitten = [] () {int g = ::g; return g+1;};
@eerorika 为什么会这样？我们可以在另一个函数中创建一个同名的局部变量，并且在主函数中我们可以再次访问全局g。我的观点是为什么 int g = g;试图自己初始化本地g，编译器不应该用全局g初始化吗？从右到左？例如：调用函数 foo() 和内部 foo() int g= 33 将是本地的，在调用 foo() 之后的 main 中，全局 g 的输出仍然保持不变？访问全局变量没有问题。在另一个函数内部，但为什么是这个 init。有问题吗？
@Ted Lyngmo，是的，你是对的，当我们使用 :: 运算符时，它按预期工作！但我认为，默认情况下，编译器应该这样做。如前文所述，从右到左...
另见stackoverflow.com/questions/9820027/…

【解决方案2】：

auto kitten = [=] () {return g+1;}

这个 lambda 根本不捕获任何东西。和刚才的差不多

int kitten() { return g+1; }

只能捕获局部变量，kitten 定义范围内没有可见的局部变量。请注意，[=] 或 [&] 并不意味着“捕获一切”，它们的意思是“捕获任何必要的东西”，并且在 lambda 中永远不需要（或可能）捕获全局变量，因为该变量名称的含义无论何时评估 lambda 主体，都始终相同。

auto cat = [g=g] () {return g+1;}

这是一个init-capture，类似于创建一个局部变量并立即捕获它。等号之前的g 声明了初始化捕获，等号之后的g 指定了如何初始化它。与大多数声明符（见下文）不同，此处创建的g 变量不在其自己的初始化程序的范围内，因此等号后的g 表示全局变量::g。所以代码类似于：

auto make_cat()
{
    int & g = ::g;
    return [g]() { return g+1; }
}
auto cat = make_cat();

auto kitten = [] () {int g  = g; return g+1;}

这段代码有一个与 lambda 无关的错误。在局部变量定义int g = g; 中，等号之前声明的变量在等号之后的初始化程序期间处于作用域内。所以g 被初始化为它自己的不确定值。向该不确定值加 1 是未定义的行为，因此结果不可预测。

【讨论】：