std::function 和 lambda 参数的分段错误

Question

您能解释一下为什么这段代码会崩溃吗？我希望输出“a”，但出现分段错误。

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


using namespace std;

struct MyStruct {
  vector<string> a;
  vector<string> b;
};

void out_data(const MyStruct& my_struct, const std::function<const vector<string>&(const MyStruct&)> getter) {
  cout << getter(my_struct)[0] << endl;
}

int main(int argc, char** argv)
{
  MyStruct my_struct;
  my_struct.a.push_back("a");
  my_struct.b.push_back("b");
  out_data(my_struct, [](const MyStruct& in) {return in.a;});
  return 0;
}

Answer 1

[](const MyStruct& in) {return in.a;}

lambda 表达式 等价于

[](const MyStruct& in) -> auto {return in.a;}

返回in.a 的副本。然后，您的 std::function 签名会返回对本地对象的悬空引用。

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将 lambda 表达式更改为

[](const MyStruct& in) -> const auto& {return in.a;}

改为返回const&，修复段错误。

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另外，除非您有充分的理由这样做，否则不要使用 std::function 传递 lambda。我建议阅读我关于该主题的文章："passing functions to functions"。

Answer 2

我责怪std::function（还有你）。当然，我责怪您要求 std::function 返回悬空引用，正如 Vittorio Romeo 所解释的那样。但我也责怪std::function 的构造函数模板没有检查这种情况，这种情况在大多数或所有情况下都应该在编译时检测到，从而生成诊断。 （我使用“责备”这个词只是为了指出可能的改进领域。从这个意义上说，我也责怪自己没有考虑在我自己的unique_function 类模板的实现中添加这种精确的检查。）

让我们仔细看看构造函数的签名。为此，我选择了定义站点。

template<typename R, typename... Args>
template<typename F>
std::function<R(Args...)>::function(F f);

这里应该可以禁止悬空引用。当且仅当R 是对F 返回的临时对象的引用时，才会从operator() 返回悬空引用。让我们定义（在构造函数体的范围内）：

using RF = decltype(f(std::forward<Args>()...));

现在我们几乎可以肯定，如果：

std::is_reference<R>::value && ! std::is_reference<RF>::value

但有一个问题，RF 可能是一个类类型，其中包含用户定义的转换运算符到R。尽管这种转换可能仍然不安全，但我们目前没有足够的信息来决定，并且应该在一般性方面犯错。显然，我们可以检测R的目标是否是RF的公共基类（这是假设上述条件为真）：

std::is_convertible<RF *, typename std::remove_reference<R>::type *>::value

这里我只允许公共继承，因为std::function 只能访问公共的非歧义基类。除非有人出于某种奇怪的原因将std::function 设为friend 或RF。 （由于可以在封装的函数对象内部进行转换，因此可能不需要这样做。）

将它们放在一起并反转逻辑，我们可以在 function 构造函数的主体前加上：

using RF = decltype(f(std::forward<Args>()...));
static_assert( ! std::is_reference<R>::value  ||
                 std::is_reference<RF>::value ||
               ! std::is_convertible<RF *, typename std::remove_reference<R>::type *>::value,
               "Using this function object would result in a dangling reference in the function call" );