lambda表达式捕获变量的生命周期

lambda表达式捕获变量的生命周期

在C++11中,lambda表达式有两种变量捕获方式,分别为值捕获和引用捕获。这两种捕获的形式如下:

#include <iostream>

int main(int argc, char* argv[])
{
    int i = 42;
    auto l1 = [i]() //值捕获
    {
        std::cout << "l1::i = " <<  i << std::endl;
    };
    auto l2 = [&i]() //引用捕获
    {
        std::cout << "l2::i = " << i << std::endl;
    };
    i = 1024;

    l1(); //42
    l2(); //1024

    return 0;
}
//g++ lambda_lifecycle.cpp -o test -std=c++11

使用值传递时,编译器将l1中的i初始化为main函数中的i相同的值(42),之后,l1中的imain函数中的i不再有任何关系。使用引用传递时则不同,l2中的imain函数中i的副本,两者在内存中的地址是相同的。

所以,在main函数中更改i的值时,对l1无任何影响,而对l2有影响。l1中的i的声明周期与main函数中的i没有任何关系,l2中的i的声明周期与main函数中的i是相同的。这也导致了一个问题:当lambda表达式的生命周期大于main函数i的生命周期时,程序会产生致命错误。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>

std::thread t;
void func()
{
    int i = 42;
    std::cout << "address of i:" << &i << " value of i:" << i << std::endl;
    t = std::thread([&i](){
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
        std::cout << "address of i:" << &i << " value of i:" << i << std::endl;
    });
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    func();
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    t.join();
    return 0;
}

执行结果如下:

g++ lambda_lifecycle.cpp -o test -std=c++11 -lpthread
./test
address of i:0x7fff7ab11ebc value of i:42
address of i:0x7fff7ab11ebc value of i:0

func函数执行完成之后,变量i所在地址被弹出栈,等待2秒之后,线程t对变量i执行读取操作是未定义行为。

在使用lambda表达式捕获变量时,永远不要在捕获局部变量时使用引用捕获。