C++ lambda通过复制父lambda的捕获值进行捕获

Question

尝试编译以下代码：

#include <functional>

void test() {

    int a = 5;

    std::function<void()> f = [a](){
        [a]()mutable{ // isn't it capture 'a' by copy???
            a = 13; // error: assignment of read-only variable 'a'
        }();
    };

}

出现了“error: assignment of read-only variable 'a'”错误。

通过在捕获变量a时添加花括号来更改代码：

#include <functional>

void test() {

    int a = 5;

    std::function<void()> f = [a](){
        [a{a}]()mutable{ // this explicitly copies a
            a = 13; // error: assignment of read-only variable ‘a’
        }();
    };

}

消除了编译错误。

我想知道为什么会这样？第一个变量不是等同于第二个吗？

这是在使用Debian版本的g++ 8.3.0时发生的。

clang++版本7.0.1可以成功编译它。

g++存在缺陷吗？

- igagis

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原始变量 a 是局部的吗？全局的吗？ - StoryTeller - Unslander Monica

我尝试使用a局部变量，但还没有尝试过全局变量。 - igagis

将两个lambda函数都声明为mutable，g++就能够接受这段代码。很奇怪。 - chi

如果是全局变量a，那么这个错误（或者应该是警告？）是有效的，因为全局变量不需要被捕获，它们可以在lambda内部直接访问。 - igagis

@chi，这就像在那种情况下g++通过引用捕获了a。 - igagis

clang和msvc都接受此代码。 - Marek R

Answer 1

[C++11: 5.1.2/14]: 如果一个实体被隐式捕获并且捕获默认设置为=，或者如果它被使用没有包括一个&的捕获方式显式地捕获，那么它将被以复制方式捕获。对于每个通过复制被捕获的实体，在闭包类型中声明一个未命名的非静态数据成员。这些成员的声明顺序是不确定的。如果实体不是对对象的引用，则此类数据成员的类型为相应捕获实体的类型；否则为引用类型。

在您可变的lambda内部，a的类型为const int，因为它是从封闭的constlambda的const int a进行了复制捕获。因此，使两个lambda均为可变可以解决此问题。

- alex_noname

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我认为这里有些奇怪。我认为实际上指定了内部 [a] 是指原始的 int a = 5; 而不是外部 lambda 的闭包类型的数据成员。也就是说，在 lambda [a]() { use(a); } 中，use(a) 基本上被认为是引用在作用域中的 a，好像没有 lambda 存在，然后才拦截 lambda。例如，尝试检查外部（const）lambda 中的 a 是否为 const。然后，内部捕获列表是指非 const 的 int a，并且将捕获非 const。GCC bug？ - HTNW

也许在这种情况下，bug可能是decltype(a)看到的是外部的a，而不是lambda中的a，并且在这种情况下，g++和clang++的行为完全相同，所以这要么是两个编译器中的bug，要么是我们目前尚未理解的一些有效行为。 - igagis

这就是问题所在：根据标准，我相当确定没有“lambda的a”。Lambda内部的东西直接引用外部的东西，然后Lambda拦截它们。因此，内部捕获列表将引用外部的a，使其自己的数据成员非const，然后外部Lambda重定向用于初始化内部Lambda的a的读取到其数据成员。 - HTNW