Чому змінну const іноді не потрібно фіксувати в лямбда-звуці?

Розглянемо наступний приклад:

#include <cstdlib>

int main() {
    const int m = 42;
    [] { m; }(); // OK

    const int n = std::rand();
    [] { n; }(); // error: 'n' is not captured
}

Чому мені потрібно захоплювати nв другій лямбді, а не mв першій лямбді? Я перевірив розділ 5.1.2 ( Лямбда-вирази ) стандарту C ++ 14, але мені не вдалося знайти причину. Чи можете ви вказати мені абзац, в якому це пояснюється?

Оновлення: Я спостерігав за такою поведінкою як GCC 6.3.1, так і 7 (транк). Clang 4.0 і 5 (транк) не працює з помилкою в обох випадках ( variable 'm' cannot be implicitly captured in a lambda with no capture-default specified).

Для лямбди в області блоку - змінні, що відповідають певним критеріям в області охоплення можуть використовуватися обмежено в ламбда-середовищі, навіть якщо вони не захоплені.

Грубо кажучи, охоплення сфери охоплення включає будь-яку змінну, локальну для функції, що містить лямбда-випромінювання, яка була б у зоні дії в момент визначення лямбда-сигналу. Отже, це включає mі nнаведені вище приклади.

"Певні критерії" та "обмежені шляхи" конкретно (станом на C ++ 14):

• Всередині лямбда змінна не повинна використовуватися з підтримкою , що означає, що вона не повинна піддаватися будь-якій операції, крім:
  • відображається як вираз із відкинутими значеннями ( m;є одним із них), або
  • з отриманням його значення.
• Змінна повинна бути:
  • Число const, яке не є volatileцілим чи числом, чий ініціалізатор був константним виразом , або
  • A constexpr, не volatileзмінний (або його суб-об’єкт)

Посилання на C ++ 14: [expr.const] /2.7, [basic.def.odr] / 3 (перше речення), [expr.prim.lambda] / 12, [expr.prim.lambda] / 10.

Обгрунтування цих правил, як пропонують інші коментарі / відповіді, полягає в тому, що компілятор повинен мати можливість "синтезувати" лямбду без захоплення як вільну функцію, незалежну від блоку (оскільки такі речі можуть бути перетворені на покажчик). функціонувати); він може це зробити, незважаючи на посилання на змінну, якщо знає, що змінна завжди матиме одне і те ж значення, або може повторити процедуру отримання значення змінної незалежно від контексту. Але він не може цього зробити, якщо змінна час від часу може відрізнятися, або якщо адреса змінної потрібна, наприклад.

У вашому коді nбуло ініціалізовано несталий вираз. Тому nне можна використовувати в лямбді без захоплення.

mбув ініціалізований константним виразом 42, тому він відповідає "певним критеріям". Вираз із відкинутими значеннями не використовує вираз, тому m;його можна використовувати без mзахоплення. gcc є правильним.

Я б сказав, що різниця між двома компіляторами полягає в тому, що m;clang вважає odr-use m, а gcc - ні. Перше речення [basic.def.odr] / 3 досить складне:

Змінна x, ім'я якої відображається як потенційно обчислюваний вираз ex, підтримується , exякщо не застосовувати перетворення lvalue-to-rvalue для xотримання постійного виразу, який не викликає ніяких нетривіальних функцій і, якщо xє об'єктом, exє елементом набір потенційних результатів виразу e, де або застосовується перетворення lvalue-to-rvalue e, або eє виразом відкинутих значень.

але при уважному прочитанні він конкретно згадує, що вираз з відкинутими значеннями не використовує вираз.

Версія [basic.def.odr] на C ++ 11 спочатку не включала випадки виразу відкинутих значень, тому поведінка clang була б правильною за опублікованою C ++ 11. Однак текст, що з'являється в C ++ 14, був прийнятий як дефект проти C ++ 11 ( випуск 712 ), тому компілятори повинні оновити свою поведінку навіть у режимі C ++ 11.

Тому що це постійний вираз, компілятор трактує це так, ніби так і було [] { 42; }();

Правилом у [ expr.prim.lambda ] є:

Якщо лямбда-вираз або екземпляр шаблону оператора виклику функції загального лямбда-odr використовує (3.2) цю або змінну з автоматичною тривалістю зберігання від її досяжності, ця сутність повинна бути захоплена лямбда-виразом.

Ось цитата із стандарту [ basic.def.odr ]:

Змінна x, ім'я якої відображається як потенційно обчислюваний вираз ex, використовується, якщо застосовувати перетворення lvalue-to-rvalue до x не дає постійного виразу (...) або e не є виразом відкинутих значень.

(Вилучено не настільки важливу частину, щоб вона була короткою)

Моє просте розуміння таке: компілятор знає, що воно mє постійним під час компіляції, тоді як воно nбуде змінюватися під час виконання, і тому nйого потрібно захопити. nбуде використовуватися odr, оскільки вам потрібно поглянути на те, що знаходиться всередині, nпід час роботи. Іншими словами, nактуальним є той факт, що визначення "може бути лише одне" .

Це з коментаря М.М .:

m - це постійний вираз, оскільки це автоматична змінна const з ініціалізатором постійного виразу, але n не є постійним виразом, оскільки його ініціалізатор не був постійним виразом. Це висвітлено у [expr.const] /2.7. Згідно з першим реченням [basic.def.odr] / 3, константний вираз не використовується ODR

Дивіться тут демонстрацію .

EDIT: Попередня версія моєї відповіді була неправильною. Початкова версія правильна, ось відповідна стандартна пропозиція:

[basic.def.odr]

3. Змінна x, ім'я якої відображається як потенційно обчислюваний вираз ex, підтримується ex, якщо застосування перетворення lvalue-to-rvalue до x не дає постійного виразу , який не викликає нетривіальних функцій і, якщо x є об'єктом , ex є елементом набору потенційних результатів виразу e, де або перетворення lvalue-to-rvalue застосовується до e, або e є виразом відкинутих значень. ...

Оскільки mце постійний вираз, він не використовується з використанням і тому не потребує захоплення.

Здається, поведінка клангів не відповідає стандарту.