c++ - 为什么 lambda 没有从到达范围捕获类型 const double，而 const int 是？

Question

我似乎无法理解为什么以下类型为 const int 的代码可以编译:

int main()
{
  using T = int;
  const T x = 1;
  auto lam = [] (T p) { return x+p; };
}
$ clang++ -c lambda1.cpp  -std=c++11
$

而这个类型为 const double 的不是:

int main()
{
  using T = double;
  const T x = 1.0;
  auto lam = [] (T p) { return x+p; };
}
$ clang++ -c lambda2.cpp  -std=c++11
lambda1.cpp:5:32: error: variable 'x' cannot be implicitly captured in a lambda with no capture-default specified
  auto lam = [] (T p) { return x+p; };
                               ^
lambda1.cpp:4:11: note: 'x' declared here
  const T x = 1.0;
          ^
lambda1.cpp:5:14: note: lambda expression begins here
  auto lam = [] (T p) { return x+p; };
             ^
1 error generated.

还用 constexpr double 编译:

int main()
{
  using T = double;
  constexpr T x = 1.0;
  auto lam = [] (T p) { return x+p; };
}
$ clang++ -c lambda3.cpp  -std=c++11
$

为什么 int 的行为不同于 double，或者不同于 int 的任何其他类型，即 int 接受带有 const 限定符，但 double/其他类型必须是 constexpr？另外，为什么这段代码用 C++11 编译，我从 [1] 中的理解是这种隐式捕获是 C++14 的特性。

.. [1] how is this lambda with an empty capture list able to refer to reaching-scope name?

Answer 1

这样做的最终原因是为了保持 C++03 的兼容性，因为在 C++03 中，用常量表达式初始化的 const 整数或 const 枚举类型可用于常量表达式，但 float 不是这种情况。

保留限制的理由可以在 defect report 1826 中找到。在 C++11 之后出现(这解释了 ABI 中断注释)并询问(强调我的):

A const integer initialized with a constant can be used in constant expressions, but a const floating point variable initialized with a constant cannot. This was intentional, to be compatible with C++03 while encouraging the consistent use of constexpr. Some people have found this distinction to be surprising, however.

It was also observed that allowing const floating point variables as constant expressions would be an ABI-breaking change, since it would affect lambda capture.

One possibility might be to deprecate the use of const integral variables in constant expressions.

响应是:

CWG felt that the current rules should not be changed and that programmers desiring floating point values to participate in constant expressions should use constexpr instead of const.

我们可以注意到问题指出，允许 const float 变量是常量表达式将是与 lambda 捕获相关的 ABI 中断。

之所以如此，是因为 lambda 不需要捕获未使用 odr 的变量，并且允许 const 浮点变量为常量表达式将使它们属于此异常。

这是因为在常量表达式中允许使用常量表达式或 constexpr 文字类型初始化的 const 整数或枚举类型的左值到右值转换。对于使用常量表达式初始化的 const 浮点类型，不存在此类异常。这包含在 C++11 标准草案部分 [expr.const]p2 中。 :

A conditional-expression is a core constant expression unless it involves one of the following as a potentiallyevaluated subexpression [...]

并包含在 [expr.const]p2.9 中

• an lvalue-to-rvalue conversion (4.1) unless it is applied to
  • a glvalue of integral or enumeration type that refers to a non-volatile const object with a preceding initialization, initializedwith a constant expression, or
  • a glvalue of literal type that refers to a non-volatile object defined with constexpr, or that refers to a sub-object of such anobject, or

更改此设置可能会影响 lambda 对象的大小，如果它们不再需要捕获非 odr 使用的 const 浮点值(这是 ABI 中断)。此限制最初是为了保持 C++03 兼容性并鼓励使用 constexpr 而设置的，但现在已设置此限制，因此很难将其删除。

注意，在 C++03 中 we were only allowed to specify an in class constant-initializer for const integral or const enumeration types .在 C++11 中，这得到了扩展，我们可以使用大括号或等于初始化器为 constexpr 文字类型指定常量初始化器。