std::functions 和 lambda 函数传递

Question

我有一个 class，它将 std::function 作为参数，我分配了一个 lambda 函数。它在构造函数中工作，但之后停止工作。调试器在第一行运行之后说 f 是 "empty"。为什么？

#include <iostream>
#include <string>
#include <functional>

typedef std::function<void(std::string)> const& fn;

class TestClass
{
public:
    TestClass(fn _f) : f(_f) { F(); }
    void F() { f("hello"); };

private:
    fn f;
};


int main()
{
    TestClass t([](std::string str) {std::cout << str << std::endl; });

    t.F();

    return 0;
}

调用t.F()导致错误。为什么？

我改成下面这样就可以解决：

int main()
{
    fn __f = [](std::string str) {std::cout << str << std::endl; };
    TestClass t(__f);

    t.F();

    return 0;
}

但同样，当我将 fn 更改为 auto 时，这不起作用！

int main()
{
    auto __f = [](std::string str) {std::cout << str << std::endl; };
    TestClass t(__f);

    t.F();

    return 0;
}

发生这种情况的原因是什么？

Answer 1

typedef std::function<void(std::string)> const& fn;

这不是 std::function，它是对 std::function 的引用。

TestClass(fn _f) : f(_f) { F(); }
fn f;

在这里你把一个 const& 绑定到一个 std::function 并将它绑定到另一个 const& 到一个 std::function。构造函数主体中的 F() 起作用，因为至少只要构造函数有效，引用就有效。

TestClass t([](std::string str) {std::cout << str << std::endl; });

这将创建一个从 lambda 创建的 std::function 临时文件。这个临时的持续时间与当前行一样长（直到 ;）。

然后临时std::function被丢弃

由于 TestClass 比 const& 多了 std::function，它不会延长临时对象的生命周期。

所以在该行之后，对 std::function const& 的任何调用都是未定义的行为，您会在稍后对 .F() 的调用中看到这一点。

fn __f = [](std::string str) {std::cout << str << std::endl; };

这确实涉及延长寿命。从 lambda 创建的临时 std::function 的生命周期延长到 __f 变量的生命周期。

顺便说一句，此行还使您的程序格式错误，不需要诊断，因为它有一个包含双下划线的变量。这些标识符是为编译器的实现保留的，您不能创建它们。

TestClass t(__f);

然后我们传递这个引用（指的是延长生命周期的临时），一切正常。

auto __f = [](std::string str) {std::cout << str << std::endl; };

这将创建一个变量 __f（见上文，错误名称），它是一个 lambda。

lambda 不是 std::function。 std::function 可以从 lambda 隐式创建。

TestClass t(__f);

这从 lambda 创建了一个临时 std::function，将其传递给 TestClass 构造函数，然后销毁临时。

在这一行之后，对 .F() 的调用在悬空引用之后结束，并导致未定义的行为。

您的核心问题可能是您认为 lambda 是 std::function。它不是。一个 std::function 可以存储一个 lambda。

你的第二个问题是将某些东西定义为 const&，这几乎总是一个非常愚蠢的想法。引用的行为在根本上与值不同。

你的第三个问题是变量名中的双下层存储。（或者以 _ 后跟大写字母开头的标识符）。

如果您想知道 std::function 是如何工作的以及它是什么，有很多关于该主题的优秀 SO 帖子，其中包含各种级别的技术细节。

Answer 2

注意（1）fn定义为reference（to const）； (2) lambda 和 std::function 不是同一类型； (3) 不能直接绑定不同类型对象的引用。

对于第一种情况，

TestClass t([](std::string str) {std::cout << str << std::endl; });
t.F();

创建了一个临时的 lambda，然后将其转换为 std::function，这也是一个临时的。临时std::function绑定到构造函数的参数_f，绑定到成员f。这条语句后临时对象将被销毁，然后 f 变为悬挂，当 t.F(); 时失败。

对于第二种情况，

fn __f = [](std::string str) {std::cout << str << std::endl; };
TestClass t(__f);
t.F();

创建了一个临时 lambda，然后将其绑定到引用（到 const）。然后把它的生命周期延长到引用的生命周期__f，这样代码就可以了

对于第3种情况，

auto __f = [](std::string str) {std::cout << str << std::endl; };
TestClass t(__f);
t.F();

lambda 被创建然后转换为 std::function 这是一个临时的。临时std::function绑定到构造函数的参数_f，绑定到成员f。这条语句后临时对象将被销毁，然后 f 变为悬挂，当 t.F(); 时失败。

^{(1) 您可以像 typedef std::function<void(std::string)> fn; 一样将 fn 声明为非引用，然后 std::function 将被复制并且每个案例都会正常工作。

(2) 不要使用双下划线开头的名称，它们在 C++ 中是保留的。}

std::functions 和 lambda 函数传递

std::functions and lambda function passing

c++

c++11

lambda

std-function