Lambda 捕获数组元素失败

Question

下面的 C++ 代码让编译器 GCC(6.3.0) 和 Clang (3.8.0) 抓狂。

for (auto v : vectors2d)
    for_each (begin(ret), end(ret), [v[3]] (int &n) { n+= v[3];});

虽然以下没问题

for (auto v : vectors2d) {
    auto val = v[3];
    for_each (begin(ret), end(ret), [val] (int &n) { n+= val;});
}

我知道在 C++ 14 中我可以做类似的事情

for (auto v : vectors2d)
    for_each (begin(ret), end(ret), [val=v[3]] (int &n) { n+= val;});

GCC 中的错误是

expected identifier before '[' token

叮当说

expected ',' or ']' in lambda capture list

我的问题是：为什么 [v[3]] 出现在捕获列表中是非法的？

Answer 1

My question is why it is illegal for [v[3]] in capture list?

如 N4141 中的 5.1.2/1 [expr.prim.lambda] 所述，捕获列表中的项目应为 simple-capture 或 初始化捕获.

前者为

标识符
& 标识符
this,

后者 标识符初始化器 或 & 标识符初始化器.

v[3] 符合上面的 none，因此被编译器正确拒绝。

Answer 2

v[3] 不是变量 - 它是展开为 *(v + 3) 的复杂表达式（如果 operator[] 未重载）。因此，捕获 v[3] 在本质上与捕获 x * x + y * y 非常相似——而且意义不大。例如。编译器必须在 lambda 内部接受 x * x + y * y，但有时会拒绝 y * y + x * x，因为重载运算符不必是可交换的。

基本上，你问编译器："if I use an expression equivalent to what I captured, it's ok, but if I mix variables the other way around, you should give me compiler error".

假设 v[3] 是合法的。然后应该正确编译以下所有 lambda：

[v[3]]() { return v[3]; }
[v[3]]() { return v[2 * 2 - 1]; }
[v[3]](int x) { assert(x == 3); return v[x]; }

因此，如果我们希望 "invalid capture" 成为编译器错误，编译器应该能够以某种方式 "prove" 我们不会访问 v 中的任何元素，除了v[3]。这比停机问题更难，所以不可能。

当然，我们可以做一些不太严格的限制：例如只允许 v[3]，但不允许 v[2 * 2 - 1]，或者创建一些算法来检测这种有效的情况 "good enough"，但有时会提供假阴性。我认为这不值得付出努力 - 您总是可以 "cache" 变量中的表达式并按值捕获它。

Lambda 捕获数组元素失败

Lambda capture an array element failed

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