c++ - 理解可变捕获

Question

如果我理解正确(我的来源是第 5 版 C++ Primer 第 395 页)，mutable 可以从 中修改捕获的变量 lambda 。两件事我不明白:

1. 这与通过引用捕获有何不同？而且，如果通过引用捕获是底层发生的事情，那么 mutable 的目的是什么？只是一个语法糖？

2. mutable 可以应用于每个变量，这不是更有帮助吗？

Answer 1

mutable 确实允许您修改在 lambda 范围之外定义的变量，但是您对这些变量所做的任何更改都不会传播到初始变量:

auto f1 = [=] () mutable { n += 4; return n ; } ;
auto f2 = [&] () { n += 4; return n ; } ;

std::cout << f1 () << ' ' ;   // Call to f1, modify n inside f1
std::cout << n << ' ' ;       // But not in main

// 2nd call to f1, the value of n inside f1 is the value stored during the first call, 
// so  8 (the output will be 8 + 4)
std::cout << f1 () << ' ' ;   

std::cout << f2 () << ' ' ;   // Call to f2, modify n inside f2
std::cout << n << std::endl ; // And in main

输出

8 4 12 8 8 

另一个区别是，当您使用按值捕获时，值是在计算 lambda 时捕获的，而不是在调用它时:

int n = 4 ;
auto f1 = [=] () mutable { return n ; } ; // lambda evaluated, value is 4
auto f2 = [&] () { return n ; } ; // lambda evaluated, reference to n
std::cout << f1 () << ' ' ; // Call to f1, captured value is 4
std::cout << f2 () << ' ' ;
n = 8 ;
std::cout << f1 () << ' ' ; // Call to f1, captured value is still 4
std::cout << f2 () << std::endl ; // Reference to n, so updated value printed

输出:

4 4 4 8 

最后一个(巨大的)区别是，一旦目标超出范围，通过引用捕获的变量将不可用:

std::function <int ()> f (bool withref) {
    int n = 4 ;
    if (withref) {
        return [&] () { return n ; } ;
    }
    return [=] () { return n ; } ;
}

auto f1 = f (false) ;
auto f2 = f (true) ;

std::cout << f1 () << ' ' ;
std::cout << f2 () << std::endl ; // Something will go wrong here...

输出:

4 1639254944 

第二个行为是未定义的。

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总结:

• 使用 mutable 允许您在函数范围内修改值捕获的变量，但由于变量已被复制到另一个内存位置，当 lambda 被评估后，您只是在修改变量的本地拷贝(并且您可以访问此拷贝，即使原始变量已消失)。
• 使用 & 不会创建原始变量的拷贝，允许您修改它(原始变量)，但允许您在“销毁”后访问此变量。