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