为什么不能调用具有auto&参数的const可变lambda？

Question

#include <type_traits>

int main()
{
    auto f1 = [](auto&) mutable {};
    static_assert(std::is_invocable_v<decltype(f1), int&>); // ok

    auto const f2 = [](auto&) {};
    static_assert(std::is_invocable_v<decltype(f2), int&>); // ok

    auto const f3 = [](auto&) mutable {};
    static_assert(std::is_invocable_v<decltype(f3), int&>); // failed
}

请参阅演示

为什么一个不可变的λ不能接受一个引用参数？

Answer 1

这里有两件有趣的事情。

首先，默认情况下，lambda的调用操作符(模板)是const。如果您提供mutable，那么它不是const。mutable对lambda的影响与正常成员函数中跟踪const的效果完全相反(它不影响lambda捕获等)。

所以如果你看看这个：

auto const f3 = [](auto&) mutable {};
static_assert(std::is_invocable_v<decltype(f3), int&>); // failed

这是一个const对象，其调用操作符模板(因为它是一个通用的lambda)是非const的。因此，您不能调用它，同样的原因是，您不能在任何其他上下文中调用const对象上的非const成员函数。见另一个答案。

第二，有人指出，这是可行的：

auto const f4 = [](int&) mutable {}; // changed auto& to int&
static_assert(std::is_invocable_v<decltype(f4), int&>); // now ok

这不是编译器的错误。也不意味着我刚才说的是错的。f4仍然有一个非const呼叫运营商.因为f4是一个const对象，所以不能调用它。

然而。

lambdas还有一个有趣的方面没有捕获:它们有一个将函数转换为函数指针类型的函数。也就是说，我们通常认为lambda f4如下所示：

struct __unique_f4 {
    auto operator()(int&) /* not const */ { }
};

而且，如果这是整个故事的话，const __unique_f4确实不能用int&来调用。但实际上看起来是这样的：

struct __unique_f4 {
    auto operator()(int&) /* not const */ { }

    // conversion function to the appropriate function
    // pointer type
    operator void(*)(int&)() const { /* ... */ }
};

我们有这样一条规则，当你调用一个对象时，比如f(x)，你不仅可以考虑f的调用操作符--那些名为operator()的成员--而且还可以考虑f的代理呼叫函数中的任何一个--是否有任何函数指针可以将f转换为，然后调用。

在这种情况下，你可以！您可以将f4转换为void(*)(int&)，并且可以用int&调用该函数指针。

但这仍然意味着f4的呼叫运算符不是const，因为您声明它是可变的，而且它也没有说明是否可以让mutable lambda接受引用参数。

Answer 2

由于同样的原因，您会得到一个错误：

struct foo {
    void operator()(){}
};

int main() {
    const foo f;
    f();
}

错误是：

<source>:7:5: error: no matching function for call to object of type 'const foo'
    f();
    ^
<source>:2:10: note: candidate function not viable: 'this' argument has type 'const foo', but method is not marked const
    void operator()(){}
         ^

因为不能在const实例上调用非const方法。Lambda获得了默认的常数，因此如果没有mutable，operator()就是const。对于mutable，operator()是一个不能调用const f3;的非const方法。