在嵌套 lambda 的情况下如何初始化 lambda 捕获？

Question

好的，所以这是从 n3337.pdf 中的 [expr.prim.lambda]p16 开始的。以下代码作为示例给出：

int a = 1, b = 1, c = 1;
auto m1 = [a, &b, &c]() mutable
{
    auto m2 = [a, b, &c]() mutable
    {
        std::cout << a << b << c;     // Shouldn't this print 113 or 133?
        a = 4; b = 4; c = 4;
    };
    a = 3; b = 3; c = 3;
    m2();
};
a = 2; b = 2; c = 2;
m1();
std::cout << a << b << c;             // Okay, this prints 234

并且它将生成以下输出：

123234

然而，根据我对 [expr.prim.lambda] 中文本的理解方式（这在某种程度上明显有缺陷），我觉得输出应该是 113234，特别是 [=12= 的值] 在 m2 中打印。下面是我的 understanding/explanation:

当 std::cout << a << b << c; 在 m2 内执行时，根据 [expr.prim.lambda]p16（强调我的）：

If a lambda-expression m2 captures an entity and that entity is captured by an immediately enclosing lambda expression m1, then m2’s capture is transformed as follows:

— if m1 captures the entity by copy, m2 captures the corresponding non-static data member of m1’s closure type;

因此m2里面的a应该捕获到闭包类型m1中捕获的对应a生成的成员。由于m1中的a是复制捕获，而m2中的a也是复制捕获，所以a在m2中的值应该是1.

标准继续说（再次强调我的）：

— if m1 captures the entity by reference, m2 captures the same entity captured by m1.

我相信这里的“同一个实体”指的是通过引用被m1捕获的实体，当被m2捕获时它应该是-a如果是引用捕获，则引用同一实体；如果是复制捕获，则引用同一实体的副本。

因此 m2 中的 b 应引用两个 lambda 表达式之外定义的 b。 m2 中的 b 的值应该是 1 因为 b 也被复制捕获。

我哪里错了？更具体地说，m2 中的 b 何时初始化？

Answer 1

— if m1 captures the entity by reference, m2 captures the same entity captured by m1.

是的，所以 m2 的捕获列表中的 b 捕获的不是引用本身（即捕获 m1），而是它指向的对象。

但是 m2 是按值还是按引用捕获 b 完全取决于 m2 的捕获列表中所写的内容。 b之前没有&，所以b被值捕获了。

when is b inside m2 initialised?

当控制达到auto m2 = ...;时。此时，将检查存储在 m1 中的对 b 的引用，并将其指向的对象复制到 m2.

这里有一个更简单的解释。

按值捕获引用时，会复制它指向的对象。
当您通过引用捕获引用时，您引用了它指向的对象。

在这里，"capturing a reference" 同样适用于捕获实际引用，以及捕获封闭 lambda 的引用捕获。

Answer 2

首先，请注意捕获是通过复制还是通过引用仅取决于 lambda 表达式自身的 lambda-introducer（初始 [] 部分），每C++11 [expr.prim.lambda] 第 14 段（或 C++17 [expr.prim.lambda.capture] paragraph 10）。

您从 C++11 [expr.prim.lambda]/16（或 C++17 [expr.prim.lambda.capture]/13 中引用的内容）仅更改捕获的实体，而不是捕获的类型。因此在示例中，用于初始化 m2 的内部 lambda 通过复制从原始定义中捕获 b。

然后，注意 C++11 [expr.prim.lambda]/21:

When the lambda-expression is evaluated, the entities that are captured by copy are used to direct-initialize each corresponding non-static data member of the resulting closure object.

（C++17 [expr.prim.lambda.capture]/15 开始时相同，但为 init-capture 语法添加了额外的措辞，如 [var=init]。）

在这个例子中，内部 lambda-expression 用于初始化 m2 被评估，闭包对象的成员 b 被初始化，每次m1.operator() 被调用，而不是按照 lambda-expression 在代码中出现的顺序。由于 m2 的 lambda 通过副本捕获原始 b，因此它在调用 m1 时获得 b 的值。如果多次调用 m1，则 b 的初始值每次都可能不同。

在嵌套 lambda 的情况下如何初始化 lambda 捕获？

How are lambda captures initialized in case of nested lambdas?

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