C++17 中的 Lambda 表达式：用于类型转换的尾随返回类型与 static_cast答案

【问题标题】：Lambda expression in C++17: trailing return type vs static_cast for type conversionC++17 中的 Lambda 表达式：用于类型转换的尾随返回类型与 static_cast
【发布时间】：2020-01-10 02:36:10
【问题描述】：

如何将int 转换为long 内/外的lambda 表达式正确？如何正确检查 lambda 中的数学溢出？

int n = 12; // input parameter from std::cin
int a = 23; // input parameter from std::cin
int i = 34; // input parameter from std::cin
auto f = [n, a] (int i) { return a * (n - (i - 1)); };
auto result = f(i);

在 lambda 内部/外部乘以整数后检查溢出的最佳方法是什么？

auto result = f(i);
if ((result > std::numeric_limits<int>::max()) || (result < std::numeric_limits<int>::min())) {
    cout << "overflow was detected" << endl;
}

我是否需要将 TRT（尾随返回类型）-> long 添加到 lambda 以便从 int 正确转换为 long？

auto f = [n, a] (int i) -> long { return a * (n - (i - 1)); };

我是否需要将 static_cast 添加到 lambda 才能从 int 正确转换为 long：

auto f = [n, a] (int i) { return static_cast<long>(a) * (n - (i - 1)); };

或者，可能是，我需要结合这个？

auto f = [n, a] (int i) -> long { return static_cast<long>(a) * (n - (i - 1)); };

或者，可能，我需要写 lambda 的类型？

std::function< long( int ) > f = [n, a] (int i) { return a * (n - (i - 1)); };

【问题讨论】：

为什么在这些问题中涉及 lambda 很重要？ Lambdas 并不特别。它们只是代码。
@NicolBolas：如果 lambda 参数是 auto，这将很重要，因为这样选择合适的类型来保存乘法比如果不是。
@G.Sliepen：即使他们确实使用了auto，这与无约束的模板参数到常规函数没有什么不同。因此，即便如此，作为一个 lambda 表达式也与如何检测/防止数学运算中的整数溢出问题真正相关。
检测乘法溢出：stackoverflow.com/questions/1815367/…

标签： c++ lambda c++17 static-cast trailing-return-type

【解决方案1】：

您问题的第一部分是duplicate（尽管 C 问题，C++ 没有区别，并且包含 C++ 的重复项）。最重要的一点：您无法检测到有符号整数溢出 after 乘法，因为它已经导致了未定义的行为——除非您在下一个更大的数据类型中进行计算；但请注意，许多（但不是全部！）平台（包括现代 PC 硬件上的 Windows）上的 int 和 long 具有相同的大小，因此切换到 long 并不能保证避免溢出！如果您想安全，请使用来自<cstdint> 标头的数据类型（例如int16_t、int32_t、int64_t）。如果您有特定的理由坚持使用 int，则必须投入一些额外的工作才能保证下一个更大的类型。不过，这个问题并非特定于 lambda，而是涉及任何乘法（甚至加法）。

为了保证特定的返回类型（同样，问题不是特定于 lambda，而是任何类型的自动推导，无论是返回类型还是自动变量），这两种方法都很有价值（显式的尾随返回类型和强制转换），但是，如前所述，结果确实不同！

仅仅应用尾随返回类型就相当于拥有

[n, a] (int i) { return static_cast<long>(a * (n - (i - 1))); };
//                                         ^               ^

请注意，演员表放置在整个计算周围，即。 e.演员表在计算之后完成，这仍然在int 中完成。如果 int 和 long do 的大小不同，则结果可能与您自己的转换变体不同：

[n, a] (int i) { return static_cast<long>(a) * (n - (i - 1)); };

因为这已经强制执行在 long 中进行的乘法（但不是减法！– 要强制执行这些，您也需要强制转换 i）。这种强制转换完全足以获得所需的返回类型；但是，显式尾随返回类型（另外）更清楚地显示了 lambda 实际返回的内容，而无需查看实现。如果您有一个更复杂的 lambda，这尤其有用，并且如果您有多个退出点，它可以帮助保证一致的返回类型。

【讨论】：