Передача параметров в лямбда в С++

Кажется, я пропустил какой-то момент в лямбда-механизме в С++. Вот код:

std::vector<int> vec (5);

int init = 0;
std::generate(begin(vec), end(vec), [init]() mutable { return ++init; });

for (auto item : vec) {
    std::cout << item << " ";
}
std::cout << std::endl << init << std::endl;

Если нет mutable, он не будет компилироваться, потому что я изменяю init в lambda.
Теперь, поскольку я понимаю, что lambda вызывается для каждого элемента вектора с новой новой копией init, которая равна 0. Итак, 1 нужно возвращать каждый раз. Но выход этого фрагмента кода:
1 2 3 4 5
0

Похоже, что generate захватывает копию init только один раз в начале ее выполнения. Но почему? Предполагается, что он работает так?

Ответ 1

Теперь, поскольку я понимаю, что lambda вызывается для каждого элемента вектора с новой новой копией init, которая равна 0.

Это неверно. Лямбда - это еще один способ сделать класс и предоставить operator() для него. Часть [] лямбда описывает переменные-члены и записывается ли они по ссылке или значению. Элементом () лямбда является список параметров для operator(), а часть {} является телом этой функции. Часть mutable сообщает компилятору сделать operator() не const, как это по умолчанию const.

Итак,

[init]() mutable { return ++init; }

становится

struct compiler_generated_name
{
    int init; // we captured by value

    auto operator()() // since we used mutable this is non const
    {
        return ++init;
    }
};

^{Я использовал структуру для краткости ввода, но лямбда указана как тип класса, поэтому class может быть использован.}

Это означает, что init является тем же самым init из последней итерации, поскольку вы только когда-либо захватываете один раз. Это важно помнить как

auto generate_lambda()
{
    int foo = 0;
    return [&foo](){ return ++foo; };
}

Покинет вас с dangling ссылкой на foo, когда функция вернется и будет использовать поведение undefined.

Ответ 2

Лямбда - это сгенерированная компилятором структура, эквивалентная:

struct lambda
{
    int init = 0; // captured value

    auto operator()() // non-const, due to `mutable`
    {
        return ++init;
    }
};

Следовательно, init фиксируется и копируется внутри лямбда только один раз - вызов лямбда несколько раз не будет захватывать init снова.

Ответ 3

Вы справляетесь и видите начальное значение init - то, что вы, вероятно, хотите сделать в соответствии с тем, что вы ожидаете, - это захват init по ссылке.....

std::vector<int> vec (5);

int init = 0;
std::generate(begin(vec), end(vec), [&init]() mutable { return ++init; });

for (auto item : vec) {
    std::cout << item << " ";
}
std::cout << std::endl << init << std::endl;

Ответ 4

Ваша ошибка здесь. "Теперь, поскольку я понимаю, что лямбда вызывается для каждого элемента вектора с новой свежей копией init, которая равна 0" (курсив мой). Нет; поскольку вы можете видеть, что лямбда полностью разделена и, следовательно, невежественна, векторного кода. Инициализация item происходит каждый раз, когда вычисляется сама лямбда-форма (в отличие от каждого момента, когда вызывается результирующее значение); здесь это означает каждый раз, когда вызывается функция generate: только один раз.