C++のラムダ式で値を取得するには、ラムダオブジェクトで値をコピーする必要がありますか？

Question

標準では、このコードで何が起こるかを定義していますか？

#include <iostream> 

template <typename Func> 
void callfunc(Func f) 
{ 
    ::std::cout << "In callfunc.\n"; 
    f(); 
} 

template <typename Func> 
void callfuncref(Func &f) 
{ 
    ::std::cout << "In callfuncref.\n"; 
    f(); 
} 

int main() 
{ 
    int n = 10; 
    // n is captured by value, and the lambda expression is mutable so 
    // modifications to n are allowed inside the lambda block. 
    auto foo = [n]() mutable -> void { 
     ::std::cout << "Before increment n == " << n << '\n'; 
     ++n; 
     ::std::cout << "After increment n == " << n << '\n'; 
    }; 
    callfunc(foo); 
    callfunc(foo); 
    callfuncref(foo); 
    callfunc(foo); 
    return 0; 
} 

グラムの++とこれの出力は次のようになります。

$ ./a.out 
In callfunc. 
Before increment n == 10 
After increment n == 11 
In callfunc. 
Before increment n == 10 
After increment n == 11 
In callfuncref. 
Before increment n == 10 
After increment n == 11 
In callfunc. 
Before increment n == 11 
After increment n == 12 

は標準で必要とされるこの出力のすべての機能はありますか？

特に、ラムダオブジェクトのコピーが作成された場合、取得されたすべての値もコピーされるように見えます。しかし、ラムダオブジェクトが参照渡しされた場合、取得された値はコピーされません。また、関数が呼び出される直前にはキャプチャされた値のコピーが作成されないので、キャプチャされた値への変更がコール間で保持されます。

Answer 1

ラムダの型は、本体（/ 5）と暗黙のコピーコンストラクタ（/ 19）を実行するoperator()と単純なクラス（n3290§5.1.2/ 3）であり、 copyは、このクラスの非静的データメンバ（/ 14）にcopy-initialize（/ 21）し、その変数の各使用が対応するデータメンバ（/ 17）に置き換えられます。この変換の後、ラムダ式はこのクラスのインスタンスにのみなり、C++の一般的な規則が従います。意味

は、あなたのコードは、同じように動作しなければならない。

int main() 
{ 
    int n = 10; 

    class __Foo__   // §5.1.2/3 
    { 
     int __n__;   // §5.1.2/14 
    public: 
     void operator()() // §5.1.2/5 
     { 
      std::cout << "Before increment n == " << __n__ << '\n'; 
      ++ __n__;  // §5.1.2/17 
      std::cout << "After increment n == " << __n__ << '\n'; 
     } 
     __Foo__() = delete; 
     __Foo__(int n) : __n__(n) {} 
     //__Foo__(const __Foo__&) = default; // §5.1.2/19 
    } 
    foo {n};    // §5.1.2/21 

    callfunc(foo); 
    callfunc(foo); 
    callfuncref(foo); 
    callfunc(foo); 
} 

そして、ここで何をするかcallfuncref明らかです。

Answer 2

明示的にすべてをキャプチャしない限り、値はコピーによってキャプチャされます。すべて[&]または参照番号[&n]で特定の変数をキャプチャします。したがって、出力全体が標準です。

Answer 3

ラムダを構造体/クラスに手動で拡張することで、この動作を理解するのが最も簡単です（nは値によってキャプチャされるため、参照によってキャプチャが少し違うように見えます）。

class SomeTemp { 
    mutable int n; 
    public: 
    SomeTemp(int n) : n(n) {} 
    void operator()() const 
    { 
     ::std::cout << "Before increment n == " << n << '\n'; 
     ++n; 
     ::std::cout << "After increment n == " << n << '\n'; 
    } 
} foo(n); 

あなたの機能callfuncとcallfuncrefは、この型のオブジェクトの詳細以下を操作します。今、私たちは、あなたが電話を調べてみましょう：

ここでは、値渡し

callfunc(foo); 

は、そうfooはデフォルトのコピーコンストラクタを使用してコピーされます。 callfuncの操作はコピーされた値の内部状態にのみ影響し、実際のfooオブジェクトでは状態は変更されません。

callfunc(foo); 

同じもの

callfuncref(foo); 

ああ、ここでは参照によってFOOを渡すので、（operator()を呼び出す）callfuncrefは、実際のfooオブジェクトではなく、一時的なコピーを更新します。これによりfooのnがその後11に更新されます。これは通常のpass-by-referenceの動作です。そのため、あなたは再びこれを呼び出すとき：

callfunc(foo); 

をもう一度コピー上で動作しますが、nが11に設定されているfooのコピーは、あなたが期待するもの示しています。