python - 在 C++14 中使用泛型 lambda 和自动返回类型特性获得的不同结果

Question

我正在尝试使用 C++ 在 python 中实现这段高阶函数:

def add1(x):
    def helper():
        nonlocal x
        x += 1
        return x
    return helper

这是我创建的三个版本:

#include <iostream>
#include <functional>

using namespace std;

function<int(void)> add1_v1(int x) {
    function<int(void)> g = [&x]() {return ++x;};
    return g;
}

auto add1_v2(int x) {
    function<int(void)> g = [&x]() {return ++x;};
    return g;
}

auto add1_v3(int x) {
    auto g = [&x]() {return ++x;};
    return g;
}

int main() {
  auto a = add1_v1(100);
  auto b = add1_v2(100);
  auto c = add1_v3(100);
  for(int i = 0; i < 3; ++i) {
      cout << a() << endl;
  }
  cout << "-------------------------------------------" << endl;
  for(int i = 0; i < 3; ++i) {
      cout << b() << endl;
  }
  cout << "-------------------------------------------" << endl;
  for(int i = 0; i < 3; ++i) {
      cout << c() << endl;
  }
  return 0; 
}

输出是:

101
102
103
-------------------------------------------
4239465
4239466
4239467
-------------------------------------------
4201325
4201325
4201325

只有 add1_v1 符合我的要求。谁能帮我解释一下原因？

Answer 1

原因是这是未定义的行为。

内部 lambda 通过引用捕获 x。

问题是一旦 add() 返回，它的参数就被销毁，并且返回的 lambda 有一个对已销毁对象的悬空引用。

lambda 必须按值捕获 x；在我看来你真正想在这里做的是 mutable lambda :

auto add(int x) {
    function<int(void)> g = [x]() mutable {return ++x;};
    return g;
}

请注意，在随后复制返回的 lambda 时，这种方法会产生一定的影响；但只要返回的 lambda 在其剩余的生命周期中保持“在一个地方”，由此产生的语义可能就是您所期望的。