Question

考虑以下示例：

#include <cstdlib>

int main() {
    const int m = 42;
    [] { m; }(); // OK

    const int n = std::rand();
    [] { n; }(); // error: 'n' is not captured
}

为什么我需要在第一个lambda中捕获n而不是在第一个lambda中捕获m？我在C ++ 14标准中检查了5.1.2节（ Lambda表达式）但我无法找到原因。你能指点我解释一个段落吗？

更新：我在GCC 6.3.1和7（主干）中都观察到了这种行为。 Clang 4.0和5（主干）在两种情况下都失败并出现错误（variable 'm' cannot be implicitly captured in a lambda with no capture-default specified）。

Answer 1

对于块范围内的lambda，满足到达范围中某些条件的变量可以在lambda内部以有限的方式使用，即使它们未被捕获。

粗略地说，到达范围包括包含lambda的函数的本地变量，它将在lambda定义的范围内。因此，这包括上述示例中的m和n。

“特定标准”和“有限方式”具体（截至C ++ 14）：

在lambda中，变量不能是 odr-used ，这意味着它不能进行任何操作，除了：
- 显示为丢弃值表达式（m;是其中之一）或
- 检索其值。
变量必须是：
- const，非volatile整数或枚举，其初始化程序为常量表达式，或
- constexpr，非volatile变量（或其子对象）

对C ++ 14的引用：[expr.const] /2.7, [basic.def.odr] / 3（第一句），[expr.prim.lambda] / 12，[expr.prim.lambda] / 10。

这些规则的基本原理，正如其他评论/答案所暗示的那样，编译器需要能够将无捕获lambda“合成”为独立于块的自由函数（因为这样的事物可以转换为指向函数的指针）;它可以做到这一点，尽管它引用变量，如果它知道变量总是具有相同的值，或者它可以重复过程来获得独立于上下文的变量值。但如果变量可能会不时变化，或者例如需要变量的地址，则无法执行此操作。

在您的代码中，n由非常量表达式初始化。因此，n不能在未被捕获的情况下在lambda中使用。

m由常量表达式42初始化，因此它符合“特定条件”。丢弃值表达式不会使用表达式，因此可以在不捕获m;的情况下使用m。 gcc是对的。

我想说两个编译器之间的区别在于clang认为m;使用odr-use m，但gcc没有。 [basic.def.odr] / 3的第一句话非常复杂：

除非应用左值到右值的转换，否则x的名称显示为可能评估的表达式ex的变量ex是 odr-used to x产生一个不调用任何非平凡函数的常量表达式，如果x是一个对象，ex是表达式{{e的潜在结果集的一个元素。 1}}，其中左值到右值转换应用于e，或e是丢弃值表达式。

但仔细阅读后，它特别提到丢弃值表达式 odr-use 表达式。

C ++ 11的[basic.def.odr]版本最初没有包含丢弃值表达式的情况，因此clang的行为在已发布的C ++ 11下是正确的。但是，C ++ 14中出现的文本被接受为C ++ 11的缺陷（Issue 712），因此即使在C ++ 11模式下，编译器也应该更新它们的行为。

Answer 2

因为它是一个常量表达式，编译器会将其视为[] { 42; }();

[expr.prim.lambda]中的规则是：

如果lambda表达式或函数调用的实例化通用lambda odr的运算符模板 - 使用（3.2）this或a 变量具有自动存储持续时间从其到达范围，该实体应由lambda表达式捕获。

这是标准[basic.def.odr]的引用：

变量x的名称作为一个可能被评估的表达式出现，除非是使用odr 将lvalue-to-rvalue转换应用于x会产生常量表达式（...）或e是一个废弃值表达式。

（删除不那么重要的部分以保持简短）

我的简单理解是：编译器知道m在编译时是常量，而n将在运行时更改，因此必须捕获n。 n会被使用，因为您必须在运行时实际查看n内的内容。换句话说，＆＃34;只有一个＆＃34; n的定义是相关的。

这是来自M.M的评论：

m是一个常量表达式，因为它是一个const自动变量使用常量表达式初始值设定项，但n不是常量表达式，因为它的初始化程序不是常量表达式。这个在[expr.const] /2.7中有介绍。常量表达式不是根据[basic.def.odr] / 3
的第一句，使用ODR

请在此处查看demo。

Answer 3

编辑：我的答案的先前版本是错误的。初学者是正确的，这是相关的标准引用：

[basic.def.odr]

除非将lvalue-to-rvalue转换应用于x，否则名称显示为可能评估的表达式ex的变量x除非是 odr-used ，否则会产生constant expression调用任何非平凡的函数，如果x是一个对象，ex是表达式e的潜在结果集合的元素，其中左值到右值的转换应用于e，或者e是丢弃值表达。 ...

由于m是一个常量表达式，因此它不会被使用，因此不需要捕获。

似乎clangs的行为不符合标准。

为什么有时不需要在lambda中捕获const变量？

3 个答案: