可以将 sizeof 应用于未捕获的变量的 lambda 内还是这是编译器错误？答案

【问题标题】：Can sizeof be applied inside a lambda on a variable that is not captured or is this a compiler bug?可以将 sizeof 应用于未捕获的变量的 lambda 内还是这是编译器错误？
【发布时间】：2016-11-03 16:21:13
【问题描述】：

这是found here讨论的后续。

以下代码在 gcc 和 clang (live demo) 下编译。这对于//1 行中的情况令人惊讶，因为 lambda 没有捕获任何内容。对于MCR2 的情况，lambda 返回指针本身，我们得到预期的编译时错误（// Will not compile 行）。运算符sizeof的应用与返回指针有何不同？

#include <iostream>

#define MCR1(s) \
  ([]() { return sizeof(s); })()

#define MCR2(s) \
  ([]() { return s; })()

int main() {
  auto *s= "hello world";

  auto x1 = MCR1( s ); //1
  auto y1 = MCR1( "hello world" );
//  auto x2= MCR2( s ); // Will not compile
  auto y2= MCR2( "hello world" );

  std::cout << x1  << "  " << y1  << '\n';
  std::cout // << x2 << "  " 
            << y2 << '\n';
}

编辑： 继续讨论这里是另一个例子。令人惊讶的是，标记为//2 的行现在可以在 gcc7（开发版）（live demo）下编译。这里的区别是表达式现在被标记为constexpr。

#include <iostream>

#define MCR1(s) \
  ([]() { return sizeof(s); })()

#define MCR2(s) \
  ([]() { return s; })()

int main() {
  auto constexpr *s= "hello world";

  auto constexpr x1= MCR1( s );
  auto constexpr y1= MCR1( "hello world" );
  auto constexpr x2= MCR2( s );             //2
  auto constexpr y2= MCR2( "hello world" );

  std::cout << x1 << "  " << y1 << '\n';
  std::cout << x2 << "  " << y2 << '\n';
}

【问题讨论】：

你原来的例子godbolt.org/g/eNVaWh的情况是不是更惊人？你在 lambda 中返回 s，它仍然可以编译。
@Rumburak 你又是对的。添加了另一个示例。

标签： c++ c++11

【解决方案1】：

不同之处在于（缺乏）对上下文的评估。 sizeof 未评估。

根据 N3337 (≈C++11)

§5.1 2 [expr.prim.lambda] / 11

如果一个 lambda-expression 有一个关联的 capture-default 和它的 compound-statement odr-uses this 或具有自动存储持续时间的变量，并且未明确捕获使用 odr 的实体，然后说使用 odr 的实体被隐式捕获；

和

§5.1.2 [expr.prim.lambda] / 12

如果 lambda 表达式 odr-使用 this 或具有自动从其到达范围的存储持续时间，该实体应由lambda-expression 捕获。如果 lambda 表达式 捕获一个实体，并且该实体未在立即包含 lambda 表达式或函数，程序是格式不正确。

ODR 使用意味着在可能评估的上下文中使用：

§3.2 [basic.def.odr] / 2

一个表达式可能被评估，除非它是一个未评估的操作数或其子表达式。一个变量，其名称显示为潜在评估的表达式是 odr-used 除非它是一个对象满足出现在常量表达式中的要求并立即应用左值到右值的转换

由于sizeof 不是，并且s 在到达范围 的 lambda 表达式中，所以没关系。但是，返回 s 意味着评估它，这就是它格式错误的原因。

【讨论】：

第二个引用无关紧要 - 那是为了尝试捕获无法捕获的东西。您想要紧接在此之前的句子。
谢谢。仍然是这在哪里有用的问题。这显然会带来惊喜。
@ClaasBontus 到目前为止，我们有一个“令人惊讶”的轶事。如果 lambda 语法不允许，我会更惊讶。首先，它会被严重破坏，以至于对许多常见用途毫无用处。

【解决方案2】：

Lambda 可以在其周围范围内“看到”许多事物，而无需捕获它们：

-- 全局变量：

int x = 42;
int main() { []{ std::cout << x; }(); }

-- 静态局部变量：

int main() {
    static int x = 42;
    constexpr int y = 1337;
    []{ std::cout << x << y; }();
}

-- 功能：

int x() { return 42; }
int main() { []{ std::cout << x(); }(); }

-- 类型：

using x = std::integral_constant<int, 42>;
int main() { []{ std::cout << x::value; }(); }

-- 在未计算的上下文中使用的局部变量：

int main() {
    int x = 42;
    []{ std::cout << sizeof(x); }();
}

这自然不符合语言规则。您可以在 C++98 中使用手写的可调用对象执行相同的操作：

int main() {
    int x = 42;
    struct functor {
        int operator()() const { return sizeof(x); }
    };
    std::cout << functor{}();
}

这并不奇怪，因为sizeof 不会评估其表达式：

int main() {
    int x; // uninitialized
    using y = std::integral_constant<size_t, sizeof(x)>; // x used in a constant expression

    using z = std::integral_constant<size_t, 4>;
    static_assert(std::is_same<y, z>::value, "");

    std::cout << y::value;
}

【讨论】：