8 Expressions [expr]

8.1 Primary expressions [expr.prim]

8.1.5 Lambda expressions [expr.prim.lambda]

8.1.5.2 Captures [expr.prim.lambda.capture]

lambda-capture:
	capture-default
	capture-list
	capture-default , capture-list
capture-default:
	&
	=
capture-list:
	capture ...opt
	capture-list , capture ...opt
capture:
	simple-capture
	init-capture
simple-capture:
	identifier
	& identifier
	this
	* this
init-capture:
	identifier initializer
	& identifier initializer

Тело a lambda-expressionможет ссылаться на переменные с автоматической продолжительностью хранения и*this объект (если есть) охватывающих областей блока путем захвата этих сущностей, как описано ниже.

Если a lambda-captureвключает в себя, capture-defaultто&ни одному идентификатору в a simple-captureиз этого lambda-captureне должно предшествовать&. Если a lambda-captureвключает в себя, capture-defaultто=каждый simple-captureиз них lambda-captureдолжен иметь форму « » или « ». [ Форма является избыточным , но для совместимости с ISO C ++ 2014 ] Игнорирование появления в из , идентификатора или не должен появляться более одного раза в . [& identifier* thisNote: [&,this] end noteinitializers init-capturesthis lambda-captureExample:

struct S2 { void f(int i); };
void S2::f(int i) {
  [&, i]{ };        // OK
  [&, &i]{ };       // error: i preceded by & when & is the default
  [=, *this]{ };    // OK
  [=, this]{ };     // error: this when = is the default
  [i, i]{ };        // error: i repeated
  [this, *this]{ }; // error: this appears twice
}

end example]

A, lambda-expressionчья наименьшая охватывающая область видимости - этоblock scope alocal lambda expression; любой другой lambda-expressionне должен иметь capture-defaultили simple-captureв своем lambda-introducer.reaching scope Локального лямбда - выражения является множество вмещающих прицелы вплоть до самой внутренней функции и ее параметры ограждающих. [ Note: Этот охват включает любое вмешательство lambda-expressions. ]end note

Поиск identifierв a simple-captureвыполняется по обычным правилам дляunqualified name lookup; каждый такой поиск должен найти объект. Сущность, обозначенная a simple-capture , называетсяexplicitly capturedи должна быть*this (когда simple-capture это «this» или «* this») или переменной с автоматической продолжительностью хранения, объявленной в области охвата локального лямбда-выражения.

Если a identifierв a simple-captureпоявляется как declarator-idпараметр lambda-declarators parameter-declaration-clause, программа имеет неправильный формат. [Example:

void f() {
  int x = 0;
  auto g = [x](int x) { return 0; }    // error: parameter and simple-capture have the same name
}

end example]

An init-captureведет себя так, как будто он объявляет и явно захватывает переменную формы « », декларативной областью которой является 's , за исключением того, что: auto init-capture;lambda-expressioncompound-statement

  • если захват осуществляется копированием (см. ниже), нестатический член данных, объявленный для захвата, и переменная обрабатываются как два разных способа ссылки на один и тот же объект, у которого есть время жизни нестатического члена данных, и дополнительное копирование и уничтожение не производится, и

  • если захват осуществляется по ссылке, время жизни переменной заканчивается, когда заканчивается время жизни закрывающего объекта.

[ Note: Это позволяет использовать init-captureподобное «x = std​::​move(x)»; второй «x» должен быть привязан к объявлению в окружающем контексте. ] [end noteExample:

int x = 4;
auto y = [&r = x, x = x+1]()->int {
            r += 2;
            return x+2;
         }();  // Updates ​::​x to 6, and initializes y to 7.

auto z = [a = 42](int a) { return 1; } // error: parameter and local variable have the same name

end example]

A lambda-expressionсо связанным capture-default, который явно не захватывает,*this или переменная с автоматической продолжительностью хранения (это исключает все, id-expression что было обнаружено как относящееся к init-captureсвязанному нестатическому элементу данных), называетсяimplicitly capture сущностью (т. Е. *this Или переменной) если compound-statement:

  • odr-uses сущность (в случае переменной),

  • odr-usesthis (в случае объекта, обозначенного*this), или

  • именует сущность вpotentially evaluated выражении, в котором включающее полное выражение зависит от общего лямбда-параметра, объявленного в пределах достигаемой области lambda-expression.

[Example:

void f(int, const int (&)[2] = {})    { }   // #1
void f(const int&, const int (&)[1])  { }   // #2
void test() {
  const int x = 17;
  auto g = [](auto a) {
    f(x);                       // OK: calls #1, does not capture x
  };

  auto g2 = [=](auto a) {
    int selector[sizeof(a) == 1 ? 1 : 2]{};
    f(x, selector);             // OK: is a dependent expression, so captures x
  };
}

end example] Все такие неявно захваченные объекты должны быть объявлены в пределах области действия лямбда-выражения. [ Note: Неявный захват объекта вложенным lambda-expressionможет вызвать его неявный захват содержащим lambda-expression(см. Ниже). Неявное использование odrthis может привести к неявному захвату. ]end note

Сущность -captured это если она захвачена явно или неявно. Сущность, захваченная объектом, lambda-expressionнаходитсяodr-used в области, содержащей lambda-expression. Если*this он захвачен локальным лямбда-выражением, его ближайшая включающая функция должна быть нестатической функцией-членом. Если a lambda-expressionили создание экземпляра шаблона оператора вызова функции универсальной лямбда-выраженияodr-usesthis или переменной с автоматической продолжительностью хранения из достигаемой области действия, этот объект должен быть захвачен lambda-expression. Если a lambda-expressionзахватывает сущность, и эта сущность не определена или не зафиксирована в непосредственно включающем лямбда-выражении или функции, программа сформирована неправильно. [Example:

void f1(int i) {
  int const N = 20;
  auto m1 = [=]{
    int const M = 30;
    auto m2 = [i]{
      int x[N][M];          // OK: N and M are not odr-used
      x[0][0] = i;          // OK: i is explicitly captured by m2 and implicitly captured by m1
    };
  };
  struct s1 {
    int f;
    void work(int n) {
      int m = n*n;
      int j = 40;
      auto m3 = [this,m] {
        auto m4 = [&,j] {   // error: j not captured by m3
          int x = n;        // error: n implicitly captured by m4 but not captured by m3
          x += m;           // OK: m implicitly captured by m4 and explicitly captured by m3
          x += i;           // error: i is outside of the reaching scope
          x += f;           // OK: this captured implicitly by m4 and explicitly by m3
        };
      };
    }
  };
}

struct s2 {
  double ohseven = .007;
  auto f() {
    return [this] {
      return [*this] {
          return ohseven;   // OK
      }
    }();
  }
  auto g() {
    return [] {
      return [*this] { };   // error: *this not captured by outer lambda-expression
    }();
  }
};

end example]

lambda-expressionПоявляется в аргументе по умолчанию не будет неявно или явно захватить любой объект. [Example:

void f2() {
  int i = 1;
  void g1(int = ([i]{ return i; })());          // ill-formed
  void g2(int = ([i]{ return 0; })());          // ill-formed
  void g3(int = ([=]{ return i; })());          // ill-formed
  void g4(int = ([=]{ return 0; })());          // OK
  void g5(int = ([]{ return sizeof i; })());    // OK
}

end example]

Сущность - этоcaptured by copy если

Для каждой сущности, захваченной копией, в типе замыкания объявляется безымянный нестатический член данных. Порядок объявления этих членов не указан. Тип такого члена данных - это ссылочный тип, если сущность является ссылкой на объект, ссылка lvalue на ссылочный тип функции, если сущность является ссылкой на функцию, или тип соответствующей захваченной сущности в противном случае. Член анонимного союза не может быть записан копией.

Каждый элемент id-expressionвнутри compound-statementa, lambda-expressionкоторый являетсяodr-use сущностью, захваченной копией, преобразуется в доступ к соответствующему безымянному элементу данных типа закрытия. [ , Что не является ODR использование относится к оригинальной сущности, никогда не члену типа закрытия. Более того, такое не вызывает неявного захвата объекта. ] Если захватывается копией, каждое использование odr преобразуется в указатель на соответствующий безымянный элемент данных типа замыкания, на тип . [ Приведение гарантирует, что преобразованное выражение является prvalue. ] Элемент внутри элемента a, который является случайным использованием ссылки, захваченной посредством ссылки, относится к объекту, к которому привязана захваченная ссылка, а не к захваченной ссылке. [ Действительность таких захватов определяется временем жизни объекта, на который ссылается ссылка, а не временем жизни самой ссылки. ] [Note: id-expressionid-expressionend note*this this cast thisNote: end noteid-expressioncompound-statementlambda-expressionNote: end noteExample:

void f(const int*);
void g() {
  const int N = 10;
  [=] {
    int arr[N];     // OK: not an odr-use, refers to automatic variable
    f(&N);          // OK: causes N to be captured; &N points to
                    // the corresponding member of the closure type
  };
}
auto h(int &r) {
  return [&] {
    ++r;            // Valid after h returns if the lifetime of the
                    // object to which r is bound has not ended
  };
}

end example]

Сущность -captured by reference это если она неявно или явно захвачена, но не копируется. Не указано, объявляются ли дополнительные безымянные нестатические элементы данных в типе замыкания для сущностей, захваченных по ссылке. Если объявлено, такие нестатические элементы данных должны иметь буквальный тип. [Example:

// The inner closure type must be a literal type regardless of how reference captures are represented.
static_assert([](int n) { return [&n] { return ++n; }(); }(3) == 4);

end example] Битовое поле или член анонимного объединения не должны фиксироваться ссылкой.

Если a lambda-expressionm2 захватывает сущность, и эта сущность захватывается немедленным включением lambda-expression m1, то m2захват преобразуется следующим образом:

  • еслиm1 захватывает сущность копией, m2 захватывает соответствующий нестатический член данных типаm1закрытия;

  • еслиm1 захватывает объект по ссылке, m2 захватывает тот же объект, захваченныйm1.

[ Example: Вложенные лямбда-выражения и вызовы, приведенные ниже, будут выведены 123234.

int a = 1, b = 1, c = 1;
auto m1 = [a, &b, &c]() mutable {
  auto m2 = [a, b, &c]() mutable {
    std::cout << a << b << c;
    a = 4; b = 4; c = 4;
  };
  a = 3; b = 3; c = 3;
  m2();
};
a = 2; b = 2; c = 2;
m1();
std::cout << a << b << c;

end example]

Каждое вхождение в скобки ,decltype((x)) гдеx возможно заключенное в скобки id-expressionимя объекта с автоматической продолжительностью хранения, обрабатывается так, как если бы оноx было преобразовано в доступ к соответствующему члену данных типа закрытия, который был бы объявлен, если быx было использование обозначенной сущности odr. [Example:

void f3() {
  float x, &r = x;
  [=] {                     // x and r are not captured (appearance in a decltype operand is not an odr-use)
    decltype(x) y1;         // y1 has type float
    decltype((x)) y2 = y1;  // y2 has type float const& because this lambda is not mutable and x is an lvalue
    decltype(r) r1 = y1;    // r1 has type float& (transformation not considered)
    decltype((r)) r2 = y2;  // r2 has type float const&
  };
}

end example]

Когда lambda-expressionоценивается, объекты, захваченные копией, используются для прямой инициализации каждого соответствующего нестатического элемента данных результирующего объекта закрытия, а нестатические элементы данных, соответствующие объекту, init-captures инициализируются, как указано соответствующими initializer(которые может быть копией или прямой инициализацией). (Для членов массива элементы массива инициализируются напрямую в порядке возрастания индекса.) Эти инициализации выполняются в (неуказанном) порядке, в котором объявлены нестатические элементы данных. [ Note: Это гарантирует, что разрушения будут происходить в порядке, обратном построению. ]end note

[ Note: Если не ссылочный объект неявно или неявно захватывается ссылкой, вызов оператора вызова функции соответствующего lambda-expression после того, как время жизни объекта закончилось, вероятно, приведет к неопределенному поведению. ]end note

А, simple-captureза которым следует многоточие, - этоpack expansion. Знак, init-captureза которым следует многоточие, имеет неправильный формат. [Example:

template<class... Args>
void f(Args... args) {
  auto lm = [&, args...] { return g(args...); };
  lm();
}

end example]