C++ lambda 表达式的生命周期是多长？

Question

（我已经读过 C++ 中 lambda 派生的隐式函子的生命周期是多少？ 已经读过，它没有回答这个问题。）

我知道 C++ lambda 语法只是用于创建带有调用运算符和某个状态的匿名类实例的糖，并且我了解该状态的生命周期要求（取决于您是否通过引用的值捕获。）但是什么是 lambda 对象本身的生命周期吗？在下面的示例中，返回的

std::function

实例有用吗？

std::function<int(int)> meta_add(int x) {
    auto add = [x](int y) { return x + y; };
    return add;
}

如果是，它是如何工作的？这对我来说似乎有点太神奇了 - 我只能想象它通过复制我的整个实例来工作，这可能会非常重，具体取决于我捕获的内容 - 过去我主要使用

std::function

和裸函数指针，复制它们很快。鉴于

std::function

的类型擦除，这似乎也有问题。

Answer 1

std::function

该对象将被创建，位于 

struct lambda {
   lambda(int x) : x(x) { }
   int operator ()(int y) { return x + y; }

private:
   int x;
};

std::function<int(int)> meta_add(int x) {
   lambda add(x);
   return add;
}

函数的本地，然后将[整个对象，包括

meta_add

的值]移动到返回值中，然后本地实例将超出范围并正常销毁。但从函数返回的对象将保持有效，只要持有它的

x

对象有效。这显然取决于调用上下文。

Answer 2

std::function

比 lambda 更困惑。

std::function

使用一种称为类型擦除的技术。这是一个快速飞行。

std::function

为什么要删除该类型？我们想要的类型不就是

class Base
{
  virtual ~Base() {}
  virtual int call( float ) =0;
};

template< typename T>
class Eraser : public Base
{
public:
   Eraser( T t ) : m_t(t) { }
   virtual int call( float f ) override { return m_t(f); }
private:
   T m_t;
};

class Erased
{
public:
   template<typename T>
   Erased( T t ) : m_erased( new Eraser<T>(t) ) { }

   int do_call( float f )
   {
      return m_erased->call( f );
   }
private:
   Base* m_erased;
};

吗？

类型擦除允许的是

int (*)(float)

现在可以存储任何可调用的值，例如

Erased

。int(float)

Answer 3

int boring( float f);
short interesting( double d );
struct Powerful
{
   int operator() ( float );
};

Erased e_boring( &boring );
Erased e_interesting( &interesting );
Erased e_powerful( Powerful() );
Erased e_useful( []( float f ) { return 42; } );

相当于（或可以认为是）：

[x](int y) { return x + y; };

所以你的对象正在返回一个看起来像那样的对象。其中有一个定义良好的复制构造函数。所以它可以正确地从函数中复制出来似乎非常合理。

Answer 4

struct MyLambda
{
    MyLambda(int x): x(x) {}
    int operator()(int y) const { return x + y; }
private:
    int x;
};

函数返回的 

std::function<int(int)> meta_add(int x) {
    auto add = [x](int y) { return x + y; };
    return add;
}

对象实际上保存了已分配给局部变量

std::function<int(int)>

的 lambda 函数对象的移动实例。当您定义按值或按引用捕获的 C++11 lambda 时，C++ 编译器会自动生成唯一的函数类型，当调用 lambda 或将其分配给变量时会构造该函数类型的实例。为了说明这一点，您的 C++ 编译器可能会为

add

定义的 lambda 生成以下类类型：

[x](int y) { return x + y; }

那么，

class __lambda_373s27a
{
    int x;

public:
    __lambda_373s27a(int x_)
        : x(x_)
    {
    }

    int operator()(int y) const {
        return x + y;
    }
};

函数本质上等价于：

meta_add

编辑：

顺便说一句，我不确定你是否知道这一点，但这是 C++11 中函数 currying 的示例。