C++ Lambda的内存布局

Question

在尝试更好地理解C++ lambda的实现时，我让编译器将lambda视为一个对象，并且似乎它们在内存中的布局方式相同。

注意：这只是为了澄清问题，我不建议在生产环境中写这种类型的黑客代码。

这是语言规范保证的还是编译器实现的细节？

struct F
{
    int a;  int b;  int c;
    void printLambdaMembers()
    {
        cout << this << endl; // presumably the lambda 'this'
        cout << a << endl; // prints 5   
        cout << b << endl;
        cout << c << endl;
    }
};

void demo()
{
    int a = 5;
    int b = 6;
    int c = 7;
    auto lambda = [a,b,c]() { cout << "In lambda!\n";  };
    // hard cast the object member function pointer to the lambda function 
    void(decltype(lambda)::*pf)() const = (void(decltype(lambda)::*)() const) (&F::printLambdaMembers);
    // run the member function on the lambda pointer
    (lambda.*pf)();  // we get 5,6,7

}

- Gonen I

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“我愚弄了编译器，让它把一个Lambda当作对象处理。” 这很有趣，因为按照定义，Lambda本来就是匿名类型的对象 :) - YSC

检查标准难道真的那么困难吗？我们需要为每一个可能的细节都重新表述问题吗？ - underscore_d

@YSC 更严谨的说法可能是“我通过违反严格别名规则，欺骗编译器将 lambda 当作某个不相关类类型的对象”，并伴随着 UB 的相关症状。你也可以（可能）用 int[3] 对象做类似的事情。 - Caleth

@Caleth 不太有趣。 - YSC

@YSC 太好了，现在我无法编辑我的问题，因为这将使所有这些评论无效。 - Gonen I

是的，您可以这样做。问题/答案的改进优先于评论的相关性。编辑您的问题，并将评论标记为过时。 - YSC

Answer 1

标准并不要求Lambda闭包有特定的布局，详见[expr.prim.lambda.closure]：

Lambda表达式的类型（也是闭包对象的类型）是一个独特的、未命名的非联合类类型，称为闭包类型，其属性如下所述。

...

闭包类型不是聚合类型。 实现可能会从下面描述的方式不同地定义闭包类型，前提是这不改变程序的可观察行为，除了更改以下内容：

• 闭包类型的大小和/或对齐方式
• 闭包类型是否可以被平凡地复制
• 闭包类型是否是标准布局类

在闭包类型中，实现不应添加右值引用类型的成员。

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然而，为了符合平台ABI并使目标文件可以互操作，编译器可能必须以完全相同的方式布局和名称化Lambda对象。

- Maxim Egorushkin

Answer 2

这完全是由实现定义的。
然而，由于 lambda 只是类的实例，因此生成它们的编译器会使它们看起来像任何其他类一样。

- Quentin

Answer 3

具体实现。

此外，在你的情况下，Lambda表达式的捕获未被使用，因此甚至可能被省略...

- Jarod42