c++ - 是什么原因导致在使用[＆] capture子句调用lambda时导致奇怪的行为，在该子句中C++中使用了当前作用域之外的变量？

Question

考虑以下代码:

#include <iostream>
#include <functional>

std::function<void ()> f()
{
    int x = 666;
    return [&] { std::cout << x << std::endl; };
}

int main()
{
    f()();
    return 0;
}

在Ubuntu 18.04 bionic(WSL)上使用GCC 7.5.0进行编译:
没有优化

$ g++ -o main -std=c++14 -Wall main.cpp
$ ./main
666

-O1

$ g++ -o main -O1 -std=c++14 -Wall main.cpp
$ ./main
0

-O2

$ g++ -o main -O2 -std=c++14 -Wall main.cpp
main.cpp: In function ‘int main()’:
main.cpp:7:31: warning: ‘x’ is used uninitialized in this function [-Wuninitialized]
     return [&] { std::cout << x << std::endl; };
                               ^
$ ./main
32699

-O3

$ g++ -o main -O3 -std=c++14 -Wall main.cpp
main.cpp: In function ‘int main()’:
main.cpp:7:31: warning: ‘x’ is used uninitialized in this function [-Wuninitialized]
     return [&] { std::cout << x << std::endl; };
                               ^
$ ./main
32528

在Windows 10 x64上使用TDM-GCC 9.2.0进行编译:
没有优化

>g++ -o main.exe -std=c++14 -Wall main.cpp

>.\main.exe
666

-O1

>g++ -o main.exe -O1 -std=c++14 -Wall main.cpp

>.\main.exe
0

-O2

>g++ -o main.exe -O2 -std=c++14 -Wall main.cpp

>.\main.exe
0

-O3

>g++ -o main.exe -O3 -std=c++14 -Wall main.cpp

>.\main.exe
0

在Windows 10 x64上使用MSVC 19.27.29111进行编译:
没有优化

>cl /EHsc main.cpp
Microsoft (R) C/C++ Optimizing Compiler Version 19.27.29111 for x86
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

main.cpp
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.27.29111.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

/out:main.exe
main.obj

>.\main.exe
8402693

/O1

>cl /EHsc /O1 main.cpp
Microsoft (R) C/C++ Optimizing Compiler Version 19.27.29111 for x86
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

main.cpp
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.27.29111.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

/out:main.exe
main.obj

>.\main.exe
666

/O2

>cl /EHsc /O2 main.cpp
Microsoft (R) C/C++ Optimizing Compiler Version 19.27.29111 for x86
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

main.cpp
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.27.29111.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

/out:main.exe
main.obj

>.\main.exe
666

如您所见，使用不同的编译器和优化级别，该程序将输出 666， 0或垃圾值。为什么会发生上述情况？

Answer 1

您可以通过lambda中的引用来捕获x，并且在保留f()后，由于x被破坏，它变成了悬空的引用。您有一个经典的UB。为了避免这种情况，您可以通过编写x或[x]而不是[=]来按值捕获[&]。