lambda可以按值捕获,也可以按引用捕获。按引用捕获会导致闭包包含指涉到局部变量的引用,或者指涉到定义lambda式的作用域内形参的引用。一旦lambda式所创建的闭包越过了该局部变量或者形参的生命周期,那么闭包内的引用就会空悬。比如下面这段code:
using FilterContainer = vector<function<bool(int)>>;
FilterContainer filters;void addDivisiorFilter() {auto divisor = computeDivisor(calc1, calc2);filters.emplace([&](int val) { return val % divisor == 0; });
}
lambda指涉到局部变量divisor的引用,该变量在addDivisiorFilter返回时就不复存在,导致引用(指针)空悬。如果改用显式引用捕获[&divisor],问题依旧但是显式列出lambda所依赖的局部变量或者形参是更好的软件工程实践。如果使用按值捕获,那么问题得到解决:
void addDivisiorFilter() {auto divisor = computeDivisor(calc1, calc2);filters.emplace([=](int val) { return val % divisor == 0; });
}
指针也是一种变量,当指针作为形参时,有以下将类成员函数指针移入闭包,生成保存任何类型的函数的闭包操作:
template<typename Ro=void>
struct CommCommand {
private:function<Ro()> m_f;
public:template<class R, class C, class... DArgs, class P, class... Args>void Wrap(R(C::*f)(DArgs...) const, P&& p, Args&&... args) {cout << "bind const member func" << endl;m_f = [&, f]{return (*p.*f)(args...);};}template<class R, class C, class... DArgs, class P, class... Args>void Wrap(R(C::*f)(DArgs...), P&& p, Args&&... args) {cout << "bind member func" << endl;//m_f = [f, p, args...]{ return (*p.*f)(args...); }; //okm_f = [&] {return ((*p).*f)(args...);};}Ro Execute() {return m_f();}
};struct stA {int m_a;const int triple2(int a) const {return m_a * 3 + a;}void triple3() {cout << "triple3" << endl;}
};void TestWrap() {CommCommand<int> cmd;stA t = { 10 }, int x = 3;cmd.Wrap(&stA::triple2, &t, 3);cmd.Execute();CommCommand<> cmd1;cmd1.Wrap(&stA::triple3, &t);cmd1.Execute(); //crash, if no val capture with f
}
类CommCommand希望能通过Wrap()包装任何类成员函数为CommCommand的成员变量function<void()> m_f,需要执行所包装函数的时候调用Execute()。该Wrap也有const版本和非const版本的重载,const版本在捕获类成员函数的指针时,对其用了按值捕获[&, f](即cmd),而非const版本在捕获类成员函数的指针时,对其默认用了按引用捕获[&](即cmd1)。
在执行cmd.Execute()是没有问题,而执行cmd1.Execute()发生了crash,通过debug发现按引用捕获类成员函数指针,在Wrap()的时候可以取到类成员函数的地址,但一旦退出Wrap(),该类成员函数的地址不复存在。
以下是cmd在执行Wrap()、Execute()时,lambda内部所保存的类对象地址和类成员函数的地址的情况:
下面是cmd1在执行Wrap()、Execute() 时,lambda内部所保存的类对象地址和类成员函数的地址的情况:
可以看到,cmd1如若按引用捕获类成员函数的地址,lambda内部所保存的指针f的内容已经失效(变成了类对象起始地址+48byte,为啥会如此原因尚不能确定)。也就是说,类成员函数的地址作为形参被纳入闭包时,一旦赋值闭包的语句结束,其形参也就失效了,希望用引用指向该形参的意图无法达成。虽说类成员函数的地址本身是确定的,其地址类似于在类外一个静态的区域,需要和类对象地址一起使用。但是lambda只能捕获局部变量,故这里将成员函数的地址作为形参。
因此,lambda对于指针的捕获应引起谨慎,如果不希望修改其指针,而仅仅是使用该指针,如解引用等,按值捕获为好。