什么时候捕获变量？答案

【问题标题】：When are capture variables captured?什么时候捕获变量？
【发布时间】：2018-03-08 20:23:58
【问题描述】：

我正在制作一个回调std::functions 的std::vector，但我在理解捕获时遇到了一些麻烦。如果我通过引用捕获，当我尝试使用它们时，它们似乎超出了范围。如果我按价值捕获，那么一切正常。

使用这些回调函数的代码需要特定的签名，因此假设我无法修改使用这些回调函数的代码，我需要坚持使用捕获变量而不是将事物作为函数参数传递。

什么时候localVar 被捕获？是在定义 lambda 时，还是在调用它时？答案是否会根据我是按值捕获还是按引用捕获？

这是一个我想了解的小例子：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <vector>

int main(int argc, char **argv)
{

    int n(5);

    // make a vector of lambda functions
    std::vector<std::function<const int(void)> > fs;
    for(size_t i = 0; i < n; ++i){
        int localVar = i;
        auto my_lambda = [&localVar]()->int // change &localVar to localVar and it works
        {
            return localVar+100;
        };
        fs.push_back(my_lambda);
    }

    // use the vector of lambda functions
    for(size_t i = 0; i < n; ++i){
        std::cout << fs[i]() << "\n";
    }


    return 0;
}

【问题讨论】：

在auto my_lambda = [&localVar]()->int 行中捕获了对localVar 的引用。然后你执行push_back，然后localVar 消失，如果你调用 lambda，你有未定义的行为。
想象fs 是std::vector<int*>，而在循环中你做了fs.push_back(&localVar)。退出定义localVar 的块后，您是否希望存储的指针有效？
您可以将 lambda 视为具有重载 operator() 的类的实例。如果你通过引用捕获它就像拥有一个类的引用成员；您必须注意，当仍在调用 lambda 的实例时，所引用的对象不会停止存在

标签： c++ c++11 lambda std-function

【解决方案1】：

reference 在您创建 lambda 时被捕获。被引用对象的 value 永远不会被捕获。当您调用 lambda 时，它将使用引用来确定所引用对象的值，只要您使用它（就像使用任何其他引用一样）。如果您在被引用的对象不再存在后使用引用，则您使用的是悬空引用，这是未定义的行为。

在这种情况下，auto my_lambda = [&localVar]()->int 创建一个 lambda，其引用名为 localVar 的局部变量 localVar。

std::cout << fs[i]() << "\n"; 调用其中一个 lambda。但是，当 lambda 执行 return localVar+100; 时，它会尝试使用对局部变量 localVar（第一个 for 循环的局部变量）的引用 localVar，但该局部变量不再存在。你有未定义的行为。

如果您删除与符号并按值 (auto my_lambda = [localVar]()->int) 获取 localVar，则您将捕获该值的副本，就像创建 lambda 时一样。既然是复制品，那么原来的localVar会发生什么并不重要。

您可以在http://en.cppreference.com/w/cpp/language/lambda#Lambda_capture阅读有关此内容的信息

【讨论】：

【解决方案2】：

如果我通过引用捕获，当我尝试使用它们时，它们似乎超出了范围

没错。您创建了一个封装对局部变量的引用的 lambda。变量超出范围，使该引用悬空。这与任何其他参考资料没有什么不同。

在定义 lambda 的地方捕获“发生”——这就是它的目的！如果稍后发生，当您调用 lambda 时（哪个时间？），您想要捕获的东西将早已不复存在，或者至少无法访问。

捕获允许我们“保存”我们现在可以命名的东西，以备后用。但是如果你通过引用捕获，你最好确保引用的东西在你使用那个引用时仍然存在。

不过，请注意 this 这样的怪事。

【讨论】：