如果存储原始引用的类超出范围，捕获成员引用是否安全？答案

【问题标题】：Is it safe to capture a member reference if the class storing the original reference goes out of scope?如果存储原始引用的类超出范围，捕获成员引用是否安全？
【发布时间】：2017-12-01 11:33:03
【问题描述】：

考虑一下：

#include <iostream>
#include <functional>

std::function<void()> task;
int x = 42;

struct Foo
{
   int& x;

   void bar()
   {
      task = [=]() { std::cout << x << '\n'; };
   }
};

int main()
{
   {
      Foo f{x};
      f.bar();
   }

   task();
}

我的直觉是，由于在执行任务时实际的引用仍然存在，我们在遇到 lambda 时得到一个新绑定的引用，一切都很好。

但是，在我的 GCC 4.8.5 (CentOS 7) 上，我看到一些行为（在更复杂的程序中）表明这是 UB，因为 f 和引用 f.x 本身已经死亡.对吗？

【问题讨论】：

我不确定我是否理解。在你绑定到int& x 的任务中，当Foo 被销毁时它不再有效。
我想程序的“字面意思”阅读表明我正在捕获一个超出范围的this，并且任务中的x 只是一个现在无效的缩写this->x.
@freakish：但我有吗？我没有将新变量绑定到::x 吗？ r2 绑定到 int x = 42; int& r1 = x; int& r2 = r1; 中的是什么？
在显式= 的事实中，对x 的令人讨厌的隐式捕获是真正的PITA。
@Bathsheba：我们有报酬吗？ ;)

标签： c++ c++11 lambda

【解决方案1】：

要捕获成员引用，您需要使用以下语法（在 C++14 中引入）：

struct Foo
{
   int & m_x;

   void bar()
   {
      task = [&l_x = this->m_x]() { std::cout << l_x << '\n'; };
   }
};

这样l_x 是一个int & 存储在闭包中并引用相同的int 值m_x 引用并且不受Foo 超出范围的影响。

在 C++11 中，我们可以通过值捕获指针来解决此功能缺失的问题：

struct Foo
{
   int & m_x;

   void bar()
   {
      int * p_x = &m_x;
      task = [=]() { std::cout << *p_x << '\n'; };
   }
};

【讨论】：

同意。仅从 C++14 开始可用，对吗？认为我将不得不在某处声明一个指针并按值获取。
虽然我的问题是关于 C++11 的，但这已经足够接近了，因为它确认了问题并提出了我希望在未来使用的解决方案 - 并转换为 C++11 解决方案现在是微不足道的（并且有效，顺便说一句）。

【解决方案2】：

您可以通过创建引用的本地副本和显式捕获来捕获 C++11 中的引用成员以避免捕获this：

void bar()
{
    decltype(x) rx = x; // Preserve reference-ness of x.
    static_assert(std::is_reference<decltype(rx)>::value, "rx must be a reference.");
    task = [&rx]() { std::cout << rx << ' ' << &rx << '\n'; }; // Only capture rx by reference.
}

【讨论】：

这并没有遇到同样的问题，纯粹是因为我们已经消除了this 中介？
@LightnessRacesinOrbit 是的，因为它使用显式捕获 this 未捕获。如果成员不是引用，它会在编译时中断。
我知道this 没有出现在您的示例中 - 我试图得出无可置疑的证据，证明这一更改会导致完全有效的程序
@LightnessRacesinOrbit 所有这些引用最终都会引用全局 x，因为如果我理解正确的话，使用引用初始化引用不会引用引用。
是的，这是我认为我最初的解决方案会做的，但它没有，因此我谨慎 - 我想我希望你能用一个证明来充实它