Mutable Lambda与带有状态的(Stateful)Function Object

天干物燥,小心火烛

Posted by cj on July 19, 2017

众所周知lanmbda值捕获有2种方式:by reference, by value,前者可以对原对象进行修改,后者不能。还有一种方式,声明lambda为mutable,以by value方式捕获对象,但在这个lambda定义的函数对象内,有权利涂写传入的值。例如:

int id = 0;
auto f = [id]() mutable { std::cout << "id: " << id << std::endl; ++id; };
id = 42;
f();
f();
f();
std::cout << id << std::endl;
f();
std::cout << id << std::endl;

会产生以下输出: id: 0 id: 1 id: 2 42 id: 3 42

是不是很奇怪 :P 其实是mutable lambda函数对象定义时即拷贝了一份id,修改的不是外部id,而是本地拷贝。 拷贝发生在lambda函数对象被定义的时刻,如果将auto f=…;一行与下一行id=42;交换,则lambda内部拷贝的id值为42。 可以把上述lambda的行为视同下面这个function object。

class f {
private:
    int id; // copy of outside id
public:
    void operator()() {
        std::cout << "id: " << id << std::endl; ++id;
    }
};

由于mutable的缘故,operator()被定义为一个non-const成员函数,意味着对id的涂写是可行的。所以,有了mutable,lambda变得stateful,即使state是以by value方式传递的。如果没有指明mutable(一般都不用mutable)operator()就成为一个const成员函数,那么对于对象就只能读取。

注:大部分内容摘抄自C++标准库(第二版)