c++ - 仍在执行时调用 std::function 析构函数

Question

我想动态地改变一个类的方法的行为，所以我实现了这些方法调用 std::function 的 operator() 持有一个拷贝一个 lambda 函数，一次依赖于一些只有在类构造之后才知道的值。lambda 改变了类的状态，因此它们重置了一个包含所有动态方法行为的容器。
执行上面的想法我在重置容器后无法访问lamba的捕获列表。
以下片段重现了该问题:

std::vector< std::function<void(std::string)> > vector;

int main() {

   //Change class state when variable value will be known
   std::string variableValue = "hello";

   auto function = [variableValue](std::string arg) {
     std::cout <<"From capture list, before: "<< variableValue << std::endl;
     std::cout <<"From arg,          before: " << arg << std::endl;

     vector.clear();

     std::cout << "From capture list, after: " << variableValue << std::endl;
     std::cout << "From arg,          after: " << arg << std::endl;
   };

   vector.push_back(function);

   //Dynamic method execution
   vector[0](variableValue);

   return 0;
}

产生输出:

From capture list, before: hello
From arg,          before: hello
From capture list, after:
From arg,          after: hello

variableValue 在 vector 干净后失效。

捕获列表失效是预期结果吗？在调用 std::function 析构函数后，使用任何其他局部变量是否安全，不仅在捕获列表中？是否有建议的方法/模式以更安全的方式完成相同的行为(不包括巨大的开关/如果在类状态下)？

Answer 1

对于这个问题，我们可以去掉 std::function、lambda 和 vector。由于 lambda 只是具有函数调用运算符的类的语法糖，因此您的测试用例实际上与此相同:

struct Foo
{
   std::string variableValue = "hello";

   void bar(std::string arg)
   {
      std::cout <<"From capture list, before: "<< variableValue << std::endl;
      std::cout <<"From arg,          before: " << arg << std::endl;

      delete this;  // ugrh

      std::cout << "From capture list, after: " << variableValue << std::endl;
      std::cout << "From arg,          after: " << arg << std::endl;
   }
};


int main()
{
    Foo* ptr = new Foo();
    ptr->bar(variableValue);
}

函数参数很好，因为它是一个拷贝，但是在 delete this 之后，成员 Foo::variableValue 不再存在，所以你的程序有未定义的行为试图使用它。

常识是continuing to run the function itself is legal (因为函数定义不是对象，不能“删除”；它们只是程序的一个基本属性)，只要您足够好地保留封装类的成员即可。

不过，除非您确实需要，否则我建议您避免使用这种模式。人们很容易混淆你的类的所有权责任(即使“你的类”是从 lambda 表达式自动生成的!)。

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Is the capture list invalidation an expected result?

是的。

Is safe using any other local variable, not only in the capture list, after calling std::function destructor?

是的。

Is there a suggested way / pattern to accomplish the same behaviour in a safer way (excluding huge switches/if on class states)?

如果不了解您正在尝试做的事情，就不可能肯定地说。但是您可以尝试将 shared_ptr 存储在您的 vector 中……注意不要在 lambda 本身中捕获 shared_ptr，否则它永远不会 清理干净!捕获一个 weak_ptr 可能对此有好处；它可以“转换”为 lambda 主体内的 shared_ptr，这将在所述主体的持续时间内保护 lambda 的生命。