Modern C++中l(wèi)ambda表達(dá)式的陷阱
Modern C++中l(wèi)ambda表達(dá)式的陷阱
lambda表達(dá)式給stl帶來(lái)了無(wú)與倫比的便利，尤其對(duì)像std::for_each這種使用函數(shù)指針的場(chǎng)合更是方便，但卻是寫的爽快，維護(hù)的蛋疼，前幾天還遇到了一個(gè)陷阱，這里特意記錄一下
陷阱1：默認(rèn)引用捕獲可能帶來(lái)的懸掛引用問題
在捕獲參數(shù)時(shí)喜歡使用[&]來(lái)一次捕獲包括this在內(nèi)的所有內(nèi)容,此方法非常方便，但在遇到局部變量時(shí)，引用捕獲卻是非常容易出現(xiàn)問題，尤其用在事件系統(tǒng),信號(hào)槽系統(tǒng)里時(shí)。
一個(gè)簡(jiǎn)單的lambda程序如下：
#include#includeusing?namespace?std;
typedef?std::functionFP;
void?run_fun_ptr(FP?fp);
FP?get_fun_ptr();
FP?get_fun_ptr_ref();
int?main()
{
????run_fun_ptr(get_fun_ptr());
????run_fun_ptr(get_fun_ptr_ref());
????return?0;
}
void?run_fun_ptr(FP?fp)
{
????if(fp)
????{
????????fp();
????}
}
FP?get_fun_ptr()
{
????int?a?=?2;
????return?[=](){cout?<<?"=?a:"<<a?<<?endl;};
}
FP?get_fun_ptr_ref()
{
????int?a?=?2;
????return?[&](){cout?<<?"&?a:"<<a?<<?endl;};
}結(jié)果輸出：
=?a:2 &?a:4200153
這里get_fun_ptr正常輸出，因?yàn)槭褂玫氖?code>=號(hào)捕獲,但get_fun_ptr_ref使用的是引用捕獲，就會(huì)出現(xiàn)未定義的行為，因?yàn)椴东@了一個(gè)臨時(shí)變量，引用實(shí)際可以看成指針，在get_fun_ptr_ref之后，get_fun_ptr_ref中int a = 2;的臨時(shí)變量會(huì)釋放(出棧)，此時(shí)指針就不知道指的是什么東西了。
在有事件循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，最典型的就是ui程序，若lambda的觸發(fā)是依據(jù)某個(gè)事件，如一個(gè)鼠標(biāo)對(duì)按鈕的點(diǎn)擊，但lambda卻引用捕獲了一個(gè)局部變量，在創(chuàng)建時(shí)變量存在，但在觸發(fā)點(diǎn)擊時(shí)，變量很有可能已經(jīng)銷毀了，這時(shí)就會(huì)有未定義錯(cuò)誤發(fā)生。
如下例子是SA的一個(gè)生成最近打開文件菜單項(xiàng)目的例子,作用就是把記錄最近打開的文件路徑生成一系列菜單項(xiàng)目，在第二個(gè)lambda表達(dá)式中，若用默認(rèn)引用捕獲，會(huì)把QAction* act作為引用捕獲，在此函數(shù)結(jié)束后，將變成懸空引用
????std::for_each(m_recentOpenFiles.begin(),m_recentOpenFiles.end(),[&](const?QString&?strPath){
????????QAction*?act?=?new?QAction(strPath,this);
????????connect(act,&QAction::triggered,this,[this,act](bool?on){
????????????Q_UNUSED(on);
????????????this->openFile(act->text());
????????});
????????ui->menuRecentOpenFile->addAction(act);
????});陷阱2：捕獲this陷阱
后來(lái)在網(wǎng)上看到這篇文章Effective Modern C++ 條款31 對(duì)于lambda表達(dá)式，避免使用默認(rèn)捕獲模式
看來(lái)這是Modern C++的新坑，還好Effective系列把這些都點(diǎn)明了，文章除了上面說的捕獲懸掛引用情況，還有一種情況會(huì)導(dǎo)致問題，就是lambda使用當(dāng)前類外的變量時(shí)要異常小心其捕獲的this指針,如lambda使用了全局變量，或者lambda所在類以外生命周期比這個(gè)類長(zhǎng)的變量
#include#include#include#include#includetypedef?std::functionFP;
class?Point
{
public:
????Point(int?x,int?y):m_x(x),m_y(y)
????{
????}
????void?print()
????{
????????s_print_history.push_back([=](){std::cout?<<?"(X:"?<<?m_x?<<?",Y:"?<<?m_y?<<")"?<<?std::endl;});
????????std::cout?<<?"(X:"?<<?m_x?<<?",Y:"?<<?m_y?<<")"?<<?std::endl;
????}
????static?void?print_history()
????{
????????std::for_each(s_print_history.begin(),s_print_history.end(),[](FP?p){
????????????if(p)
????????????????p();
????????});
????}
private:
????int?m_x;
????int?m_y;
????typedef?std::functionFP;
????static?std::vectors_print_history;
};
std::vectorPoint::s_print_history?=?std::vector();
int?main()
{
????std::unique_ptrp;
????p.reset(new?Point(1,1));p->print();
????p.reset(new?Point(2,2));p->print();
????p.reset(new?Point(3,3));p->print();
????Point::print_history();
????return?0;
}輸出結(jié)果
(X:1,Y:1) (X:2,Y:2) (X:3,Y:3) print?history: (X:3,Y:3) (X:2,Y:2) (X:3,Y:3)
這個(gè)歷史輸出明顯不是正確的結(jié)果，這個(gè)歷史已經(jīng)是一個(gè)未定義的行為，別的編譯器輸出的結(jié)果和我這里編譯的結(jié)果應(yīng)該是不一樣的，這里就是this的捕獲陷阱
s_print_history.push_back([=](){std::cout?<<?"(X:"?<<?m_x?<<?",Y:"?<<?m_y?<<")"?<<?std::endl;});這句lambda通過默認(rèn)值捕獲，其實(shí)只是捕獲了this指針，在lambda里使用m_x,相當(dāng)于this->m_x。在this銷毀后在調(diào)用這個(gè)lambda，這時(shí)候的this就不知指到哪里了。
由于lambda里有比創(chuàng)建這個(gè)lambda的this生命周期更長(zhǎng)的變量，一般是引入這個(gè)類的其他類型變量或者是靜態(tài)變量和全局變量，一旦涉及到這三種東西，不建議用lambda，但任性要用，需要做一個(gè)中轉(zhuǎn)，上述打印代碼應(yīng)該改為：
void?print()
{
????int?x?=?m_x;
????int?y?=?m_y;
????s_print_history.push_back([x,y](){std::cout?<<?"(X:"?<<?x?<<?",Y:"?<<?y?<<")"?<<?std::endl;});
????std::cout?<<?"(X:"?<<?m_x?<<?",Y:"?<<?m_y?<<")"?<<?std::endl;
}這時(shí)，會(huì)把x，y通過傳值捕獲，lambda里沒有保存this指針信息，避免隱藏this的影響。
具體建議大家看看這篇文章Effective Modern C++ 條款31 對(duì)于lambda表達(dá)式，避免使用默認(rèn)捕獲模式
總結(jié)
引用捕獲陷阱：引用捕獲[&]別使用局部變量
this陷阱：lambda里避免有全局變量或靜態(tài)變量或者比當(dāng)前類生命周期更長(zhǎng)的變量
盡量避免使用復(fù)雜的lambda
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