C++高阶函数:声明多个函数时的不同结果

Question

我使用高阶函数，当我创建两个实例并将它们分配给变量时，我开始得到不同的结果。

我将问题简化为以下示例：

#include <iostream>

using ColorGetter = int(*)(void);

auto paint(const ColorGetter &f)
{
    return [&]() { return f(); };
}

int colorA() { return 10; }

int colorB() { return 20; }

int main()
{
    auto painter1 = paint(colorA);
    auto painter2 = paint(colorB);
    std::cout << "painter 1 : " << painter1() << "\n";
    std::cout << "painter 2 : " << painter2() << "\n";

    auto p1 = [] () { return colorA(); };
    auto p2 = [] () { return colorB(); };
    std::cout << "p 1 : " << p1() << "\n";
    std::cout << "p 2 : " << p2() << "\n";
}

我的期望是从这两个序列中得到10，然后是20。相反，根据编译器的不同，我得到：

➜  tmp clang++-13 -o out.gcc wrong.cpp&& ./out.gcc       
painter 1 : 10
painter 2 : 20
p 1 : 10
p 2 : 20
➜  tmp g++-11 -o out.gcc wrong.cpp && ./out.gcc
painter 1 : 20
painter 2 : 20
p 1 : 10
p 2 : 20

上面的代码有什么根本问题吗？我没有编译器警告或clang-整洁的问题，至少在我当前的设置。

Answer 1

让我们看看下面的代码：

auto paint(const ColorGetter &f)
{
    return [&]() { return f(); };
}

f参数仅存在于函数paint的生存期内。您的lambda函数通过引用(即[&]位)捕获它，因此您的lambda捕获将引用函数结束后不再存在的变量(引用f)。因此，要返回的对象保持对函数的悬空引用。您在这里看到了未定义的行为，这就是为什么结果因编译器而异的原因。

若要解决此问题，请将代码更改为

auto paint(const ColorGetter &f)
{
    return [=]() { return f(); };
}

这将导致lambda捕获创建存储在f (指向所述函数的指针)中的值的副本，这将超过paint函数。

Answer 2

你没有记录一辈子的事。

auto paint(const ColorGetter &f)
{
  return [&]() { return f(); };
}

这捕获了对f的引用。当lambda超过其创建的作用域时，您几乎不应该使用[&]。

f是：

auto painter1 = paint(colorA);

在这一行上创建的临时指针。它在语句末尾被丢弃。

所以您的代码，当它执行f()时，会显示出未定义的行为--您正在跟踪一个悬空引用。

简单的解决办法包括：

auto paint(const ColorGetter &f)
{
  return [=]() { return f(); };
}

我还会去掉指针引用：

auto paint(const ColorGetter f)
{
  return [=]() { return f(); };
}

当我在做的时候。盲目地争论const&是一种坏习惯。就像盲目对待事物一样。知道你经过的是什么。