lambda 表达式和闭包的陷阱包括:lambda 表达式中捕获意外变量,导致或异常行为。使用已销毁的变量,导致未定义的行为。闭包生命周期过长,引起内存泄漏或其他意外行为。闭包中捕获可变非线程安全变量,产生数据竞争。注意闭包如何与 lambda 表达式协同实现有用行为。
C++ Lambda 表达式与闭包:常见的陷阱和注意事项
Lambda 表达式是一种匿名函数,用于捕获局部变量并在函数对象中使用它们。然而,与传统的函数不同,Lambda 表达式会创建闭包,可能会导致意想不到的行为。本文将探讨这两个方面的陷阱和注意事项:Lambda 表达式和闭包。
Lambda 表达式中的陷阱
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- 捕获意外的变量:Lambda 表达式默认为捕获所有局部变量(按引用),包括函数中未使用的变量。这可能会导致编译器错误或运行时行为异常。
void example() { int a = 10; auto lambda = [a] { // "a" 被隐式捕获 return a++; // 编译器错误:对捕获变量进行修改 }; int b = 20; // "b" 不会被捕获 }
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- 使用已销毁的变量:如果 Lambda 表达式捕获了局部变量,并且在调用该表达式后局部变量的生命周期已结束,则访问该变量将导致未定义的行为。
void example() { int a = 10; { auto lambda = [a] { return a; }; // "a" 在此范围后销毁 } lambda(); // "a" 已销毁,访问将导致未定义的行为 }
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闭包中的陷阱
- 生命周期过长:闭包会保持对 Lambda 表达式捕获的变量的引用,即使这些变量不再需要了。这可能会导致内存泄漏或其他意外的行为。
std::vector<std::function<int()>> lambdas; for (int i = 0; i < 100; ++i) { lambdas.push_back([i] { return i; }); // "i" 被闭包捕获 }
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- 线程安全性:如果 Lambda 表达式捕获了可变的非线程安全的变量,则闭包在多个线程中并行执行时可能会出现数据竞争。
std::atomic<int> shared_value = 0; std::vector<std::function<void()>> lambdas; for (int i = 0; i < 100; ++i) { lambdas.push_back([&shared_value] { shared_value++; }); // "shared_value" 被捕获为可变引用 }
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实战案例
考虑一个简单的函数,该函数创建一个带有闭包的 Lambda 表达式,以计算数字的阶乘:
int factorial(int n) { return std::reduce(std::vector<int>(n, 1), 1, [](int a, int b) { return a * b; }); }
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此 Lambda 表达式捕获了局部变量 n,并使用它来创建数字序列 [1, 2, …, n]。虽然这个例子中的闭包没有造成任何问题,但它展示了 Lambda 表达式如何与闭包结合使用以实现有用的行为。
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