C++11的lambda表达式能捕获文件作用域变量吗？

Question

C++11的lambda表达式能捕获文件作用域变量吗？

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ISO C++11规范的第5.1.2节p10规定：

捕获列表中的标识符使用未限定名称查找（3.4.1）的常规规则进行查找；每次这种查找都应在局部Lambda表达式所处的可达范围内找到一个带有自动存储期的变量。如果实体（即变量或this指针）出现在Lambda表达式的捕获列表中，则称其为显式捕获。

这似乎意味着Lambda无法捕获文件作用域变量。例如，下面的程序是非法的：

#include <iostream>

int x = 13;

int main()
{
  auto l = [](){ return x; };

  std::cout << l() << std::endl;

  return 0;
}

然而，g++ 4.7.1却输出了我所期望的结果：

$ g++ --version
g++ (Ubuntu/Linaro 4.7.2-2ubuntu1) 4.7.2
Copyright (C) 2012 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

$ g++ -std=c++11 lambda.cpp 
$ ./a.out 
13

但是clang 3.0会崩溃：

$ clang --version
Ubuntu clang version 3.0-6ubuntu3 (tags/RELEASE_30/final) (based on LLVM 3.0)
Target: i386-pc-linux-gnu
Thread model: posix
$ clang -std=c++11 lambda.cpp 
0  libLLVM-3.0.so.1 0xb70a59e8
1  libLLVM-3.0.so.1 0xb70a5f34
2                   0xb775d400 __kernel_sigreturn + 0
3  clang            0x0869f2e9 clang::Sema::DeduceAutoType(clang::TypeSourceInfo*, clang::Expr*, clang::TypeSourceInfo*&) + 73
<snip>

我的程序是否非法？如果非法的话，捕获文件作用域变量的禁令是基于什么理由的？

- Jared Hoberock

8

你的例子中并没有捕获变量 x，只是使用了它。毕竟它是全局变量（所以你可以使用它，因为它是可见和可访问的）。参见这个问题。 - dyp

1

如果这是非法的，那么禁止捕获文件作用域变量的理由是什么？您只需要捕获自动变量，因此您只能捕获自动变量。请参见https://dev59.com/nGYr5IYBdhLWcg3wQIC-#13827928。 - dyp

谢谢您的解释！如果您将您的评论整合成一个简短的答案，我会接受它。 - Jared Hoberock

2

clang 崩溃的原因是因为在 3.1 版本之前，clang 对 lambda 的支持并不完整。在具备完整 lambda 支持的版本中，这个问题可以得到解决。 - bames53

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- dyp · Accepted Answer

为了进行名称查找，lambda表达式的主体被视为在lambda表达式的上下文中。也就是说，名称查找的发生好像在lambda表达式外使用该名称一样。详见[expr.prim.lambda]/7。例如：

#include <iostream>

int x = 13;
int y = 0;

int main()
{
  static int y = 42;
  int z = 1729;

  auto l = [/*forget about the capture for a moment*/]()
  { return x+y+z; };
  // find the names x,y,z as if they had been mentioned outside the lambda
  // find the locals y, z and the global x

  std::cout << l() << std::endl;

  return 0;
}

现在，您需要捕获自动存储期变量。我猜这样可以使它更少出错，因为您可以复制并返回lambda，以便在调用lambda时自动变量已被销毁：

int main()
{
  static int y = 42;

  std::function<int()> f;
  {
    int z = 1729;

    f = [](){ return x+y+z; }; // imagine we could do this
  }

  std::cout << f() << std::endl; // uh-oh!

  return 0;
}

当然，具有静态存储期的变量不会出现这个问题。

具体而言，[expr.prim.lambda]/12说：

如果lambda表达式或通用lambda函数调用运算符模板的实例化使用odr（3.2）来引用其作用域内的“this”或自动存储期变量，则必须由lambda表达式捕获该实体。

非自动变量也可以通过名称查找找到，但不受此规则影响。您可以在未捕获它们的情况下使用它们。

注意：odr-use松弛规定允许一些对自动变量的使用而无需捕获它们，例如：

int main()
{
  int x = 42;
  constexpr int y = 1789;

  auto l = []() -> int
  {
      decltype(x) my_var = 100;  // no odr-use of `x`
      return my_var*y;           // no odr-use of `y`
  };

  std::cout << l() << std::endl;

  return 0;
}