c++ - Lambda函数可变捕获从引用到全局变量的行为差异

Question

我发现如果我使用lambda使用mutable关键字捕获对全局变量的引用，然后修改lambda函数中的值，则结果在编译器之间是不同的。

#include <stdio.h>
#include <functional>

int n = 100;

std::function<int()> f()
{
    int &m = n;
    return [m] () mutable -> int {
        m += 123;
        return m;
    };
}

int main()
{
    int x = n;
    int y = f()();
    int z = n;

    printf("%d %d %d\n", x, y, z);
    return 0;
}

VS 2015和GCC的结果(g++(Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1〜16.04.12)5.4.0 20160609):

100 223 100

来自clang++(clang版本3.8.0-2ubuntu4(标签/RELEASE_380/final))的结果:

100 223 223

为什么会这样？ C++标准允许吗？

Answer 1

Lambda无法通过值本身捕获引用(为此，请使用std::reference_wrapper)。

在您的lambda中，[m]按值捕获m(因为捕获中没有&)，因此首先取消引用m(作为n的引用)，并捕获其引用的对象的副本(n)。这与这样做没有什么不同:

int &m = n;
int x = m; // <-- copy made!

然后，lambda修改该副本，而不是原始副本。正如您所预期的，这就是您在VS和GCC输出中看到的。

Clang输出错误，如果尚未输出，则应将其报告为错误。

如果您想让lambda修改 n，请改为通过引用捕获 m: [&m]。这与将一个引用分配给另一个引用没有什么不同，例如:

int &m = n;
int &x = m; // <-- no copy made!

或者，您可以完全摆脱 m并通过引用捕获 n: [&n]。

尽管由于 n在全局范围内，所以实际上根本不需要捕获它，但是lambda可以全局访问它而无需捕获它:

return [] () -> int {
    n += 123;
    return n;
};