Где хранятся данные, сохраненные лямбдой?

Question

Как возможно, что этот пример работает? Он печатает 6:

#include <iostream> 
#include <functional> 

using namespace std; 

void scopeIt(std::function<int()> &fun) { 
    int val = 6; 
    fun = [=](){return val;}; //<-- this 
} 

int main() { 
    std::function<int()> fun; 

    scopeIt(fun); 

    cout << fun(); 

    return 0; 
} 

Где значение 6 сохраняется после того, как scopeIt делается называться? Если я заменил [=] на [&], он печатает 0 вместо 6.

Answer 1

Он хранится в закрытии, который - в вашем коде - затем сохраняется в пределах std::function<int()> &fun.

Лямбда генерирует то, что эквивалентно экземпляру класса, сгенерированного компилятором.

Этот код:

[=](){return val;} 

Формирует что эффективно эквивалентно это ... это было бы «замыкание»:

struct UNNAMED_TYPE 
{ 
    UNNAMED_TYPE(int val) : val(val) {} 
    const int val; 
    // Above, your [=] "equals/copy" syntax means "find what variables 
    //   are needed by the lambda and copy them into this object" 

    int operator()() const { return val; } 
    // Above, here is the code you provided 

} (val); 
// ^^^ note that this DECLARED type is being INSTANTIATED (constructed) too!! 

Answer 2

Значение лямбда-выражения является объектом класса и

Для каждого субъекта снято copy, в типе закрытия объявляется неназванный нестатический элемент данных.

([expr.prim.lambda]/14 в C++ 11)

То есть, объект, созданный лямбда

[=](){return val;} 

фактически содержит не статический член int, значение которого равно 6, и этот объект копируется в объект std::function.

Answer 3

Так называемый тип закрытия (который является типом класса выражения лямбда) имеет членов для каждого захваченного объекта. Эти элементы являются объектами для захвата по значению и ссылками для захвата по ссылке. Они инициализируются захваченными объектами и независимо друг от друга живут в объекте закрытия (конкретный объект типа закрытия, который обозначается этой лямбдой).

Неименованный элемент, который соответствует захвату значения val, инициализируется val и доступен изнутри типов замыканий operator(), что хорошо. Объект закрытия может быть легко скопирован или перемещен несколько раз до тех пор, пока это не произойдет, и это тоже хорошо - типы закрытия имеют неявно определенные конструкторы перемещения и копирования, как это делают обычные классы.
Однако при захвате ссылки, преобразование именующих к Rvalue, который неявно выполняется при вызове fun в main вызывает неопределенное поведение как объекта, контрольный элемент упоминается уже уничтожен - то есть мы используем оборванные Справка.

Answer 4

Lambdas in C++ - это действительно «анонимные» функции структуры.Поэтому, когда вы пишете это:

int val = 6; 
fun = [=](){return val;}; 

Что компилятор переводит, что в это:

int val = 6; 
struct __anonymous_struct_line_8 { 
    int val; 
    __anonymous_struct_line_8(int v) : val(v) {} 

    int operator()() const { 
     return val; // returns this->val 
    } 
}; 

fun = __anonymous_struct_line_8(val); 

Затем std::function магазины, функтора через type erasure.

При использовании [&] вместо [=], он изменяет-структуру на:

struct __anonymous_struct_line_8 { 
    int& val; // Notice this is a reference now! 
    ... 

Так что теперь объект сохраняет ссылку на val объект функции, которая становится оборванными (недопустимыми) ссылками после функциональных выходов (и вы получите неопределенное поведение).