为什么constvariables有时不需要被lambda捕获？

考虑下面的例子：

#include <cstdlib> int main() { const int m = 42; [] { m; }(); // OK const int n = std::rand(); [] { n; }(); // error: 'n' is not captured } 

为什么我需要在第二个lambda中捕获n ，而在第一个lambda中不是m ？ 我在C ++ 14标准中检查了第5.1.2节（ Lambdaexpression式 ），但我无法find一个理由。 你能指出我的解释这一段吗？

更新：我观察到GCC 6.3.1和7（trunk）的行为。 在这两种情况下，Clang 4.0和5（trunk）都会失败并发生错误（ variable 'm' cannot be implicitly captured in a lambda with no capture-default specified ）。

Answer 1

对于块范围内的lambda，即使未被捕获，在范围内满足特定条件的variables也可以在lambda内以有限的方式使用。

粗略地说， 达到范围包括任何包含lambda函数的局部variables，这将在lambda定义的范围内。 所以这在上面的例子中包括了m和n 。

“特定的标准”和“有限的方式”是特别的（从C ++ 14开始）：

• 在lambda里面，variables不能被使用 ，这意味着它不能进行任何操作，除了：
  • 作为丢弃值expression式出现（ m;是其中之一），或者
  • 检索其值。
• variables必须是：
  • 一个const ，非易失volatile整数或枚举的初始值是一个常量expression式 ，或
  • 一个constexpr非易失volatilevariables（或这样的子对象）

参考C ++ 14：[expr.const] /2.7，[basic.def.odr] / 3（第一句），[expr.prim.lambda] / 12，[expr.prim.lambda] / 10。

正如其他评论/回答所build议的那样，这些规则的基本原理是编译器需要能够独立于块来“合成”一个没有捕获的lambda作为一个自由函数（因为这样的事情可以被转换为一个指针 – 到函数）; 它可以做到这一点，尽pipe如果它知道variables将始终具有相同的值，但是可以重复获取独立于上下文的variables值的过程。 但是，如果variables可能会不时变化，或者variables的地址是必需的，就不能这样做。

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在你的代码中， n是由一个非常量expression式初始化的。 因此， n不能在没有被捕获的情况下在lambda中使用。

m由一个常数expression式42初始化，所以它符合“某些标准”。 丢弃值expression式不会使用expression式，所以m; 可以被使用而不被捕获。 gcc是正确的。

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我想说两个编译器的区别在于，clang认为m; odr-use m ，但是gcc没有。 [basic.def.odr] / 3的第一句话相当复杂：

一个variablesx其名称作为一个可能被评估的expression式ex被exr使用 ，除非将x的左值转换为右值，产生一个不会调用任何非平凡函数的常量expression式，如果x是一个对象ex是expression式e的潜在结果集合中的一个元素，其中将左值到右值转换应用于e ，或者e是丢弃值expression式。

但在仔细阅读后，它特别提到丢弃值expression式不会使用expression式。

C ++ 11的[basic.def.odr]版本最初没有包含丢弃值expression式，所以在发布的C ++ 11下，clang的行为是正确的。 然而，出现在C ++ 14中的文本被接受为C ++ 11的缺陷（ 问题712 ），所以即使在C ++ 11模式下，编译器也应该更新它们的行为。

Answer 2

因为它是一个常量expression式，编译器就好像是[] { 42; }(); [] { 42; }();

[ expr.prim.lambda ]中的规则是：

如果lambdaexpression式或通用lambda odr的函数调用操作符模板的实例化使用（3.2）该variables或具有自动存储持续时间的variables，则该实体应该由lambdaexpression式捕获。

这里有一个来自标准[ basic.def.odr ]的引用：

除非将x的左值转换为右值转换为常数expression式（…）或e是放弃值expression式，否则variablesx的名称显示为潜在评估的expression式ex是odr-使用的。

（删除不是很重要的部分，以保持它的短）

我的简单理解是：编译器知道m在编译时是恒定的，而n在运行时会改变，因此n必须被捕获。 n会被使用，因为在运行时你必须真正看看n里面的内容。 换句话说，“ n只能有一个”定义的事实是相关的。

这是来自MM的评论：

m是一个常量expression式，因为它是一个带有常量expression式初始值设定项的const自动variables，但n不是一个常量expression式，因为它的初始值设定项不是一个常量expression式。 这包含在[expr.const] /2.7中。 根据[basic.def.odr] / 3的第一句，常量expression式不是ODR使用的

看到这里的演示 。

Answer 3

编辑：我的答案以前的版本是错误的。 初学者是对的，这里是相关的标准报价：

[basic.def.odr]

3. 一个variablesx，其名称作为一个可能被评估的expression式ex，被exr使用 ，除非将x的左值转换为右值 ，产生一个不会调用任何非平凡函数的常量expression式 ，如果x是一个对象ex是expression式e的潜在结果集合中的一个元素，其中将左值到右值转换应用于e，或者e是丢弃值expression式。 …

由于m是一个常数expression式，因此它不会被使用，因此不需要被捕获。

看来，叮当的行为是不符合标准的。