C++ lambda 使用引用捕获局部变量的陷阱

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C++ NB $\times$

C++ UB $\sqrt{}$

这是一篇流水帐。

学JS

前一天,我学习了 JavaScript 中的闭包

写题

当天,我在写一道需要使用 SAM 的题。

想写闭包

我想到了昨天学的闭包,于是想“要是用 JS 就能写一个优美的迭代器用于访问 SAM 了”。

(想象中的代码:)

function<int(char)> makeIterator()
{
    int cur = 0;
    return [this, &cur](char nxt) { return cur = t[cur].ch[nxt - 'a']; };
}

测试了一下,发现它 work 了!

(Arch Linux,g++ 10.1.0,-std=c++11 -O2

auto makeCounter = []
{
    int cnt = 0;
    return [&cnt] { return ++cnt; };
};

auto counter1 = makeCounter();
auto counter2 = makeCounter();

wtb(counter1());
wtb(counter1());
wtb(counter2());
wtb(counter1());
wtb(counter2());
wtb(counter2());

输出:

1
2
1
3
2
3

发现函数返回时还是会调用析构函数

#include <iostream>
#include <functional>

using namespace std;

class Test
{
public:
    Test(int id) : m_id(id), m_value(new int(0)) { cout << "constructor: " << m_id << endl; }
    
    ~Test() { cout << "destructor: " << m_id << endl; }
    
    void add(int delta) { *m_value += delta; }
    
    int value() const { return *m_value; }

private:
    int m_id;
    int *m_value;
};

int main()
{
    auto makeCounter = [](int id) {
        Test cnt(id);
        return [&cnt] {
            cnt.add(1);
            return cnt.value();
        };
    };
    
    auto counter1 = makeCounter(1);
    auto counter2 = makeCounter(2);
    
    cout << counter1() << endl;
    cout << counter1() << endl;
    cout << counter2() << endl;
    cout << counter1() << endl;
    
    return 0;
}

输出:

constructor: 1
destructor: 1
constructor: 2
destructor: 2
1
2
1
3

甚至会轻而易举地 UB

(其它代码不变)

auto makeCounter = [](int id) {
    Test cnt(id);
    auto ret = [&cnt] {
        cnt.add(1);
        return cnt.value();
    };
    cnt.add(1);
    return ret;
};
constructor: 1
destructor: 1
constructor: 2
destructor: 2
2
-72537979
-72537978
-72537977

甚至 最开始 那个版本,只要不开 O2 就会

输出:

1
2
3
4
5
6

发现有博客讲这个

Modern C++中lambda表达式的陷阱_尘中远的程序开发记录

得出结论

当你以为 C++ NB 的时候,实际上它可能在 UB。

C++ 的局部变量确实是会在函数返回/语句块结束时销毁的,但销毁后由于 UB 可能还能用(

总之不要在局部变量销毁后还能执行的 lambda 中以引用捕获局部变量。

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