为什么这些 lambda 捕获的值具有不同的类型？

Question

两个 int 变量（其中一个是引用）在被 lambda 捕获时，在 MSVC 的 c++20 中类型不同。为什么？

Scott 在编译时确定类型的技术可以为 c++14 和 17 生成预期结果，但不能为 c++20 生成预期结果。然而，这种奇怪的差异似乎也出现在早期版本的其他编译中。

具体来说，两个 int，一个是引用，当被值或引用捕获时会产生不同的类型。 int 和 int &。然而早期版本会产生预期的类型。当通过值捕获时，两者的类型均为 int。当通过引用捕获时，两者都是int &。

// Scott Meyer's compile time Type Deduction technique
template<typename T>
class TD;

int main()
{
    int i{ 1 };
    int& ri = i;

    [i, ri]() mutable {
        TD<decltype(i)> WhatAmI1;    // c++14, c++17 TD<int>, c++20 TD<int>
        TD<decltype(ri)> WhatAmI2;   // c++14, c++17 TD<int>, c++20 TD<int &>
    }();

    [&i, &ri]() mutable {
        TD<decltype(i)> WhatAmI3;    // c++14, c++17 TD<int&>, c++20 TD<int>
        TD<decltype(ri)> WhatAmI4;   // c++14, c++17 TD<int&>, c++20 TD<int &>
    }();
}

进一步探索这一点，生成的代码符合预期，并且捕获的值和捕获的引用都是相同的。

int main()
{
    int i{ 1 };
    int& ri = i;

    [i, ri]() mutable {
        i += 2;
        ri += 3;
    }();

    [&i, &ri]() {
        i += 2;
        ri += 3;
    }();
}

     [i, ri]() mutable {
         i += 2;
00007FF7F506187F 48 8B 85 E0 00 00 00 mov         rax,qword ptr [this]
00007FF7F5061886 8B 00                mov         eax,dword ptr [rax]
00007FF7F5061888 83 C0 02             add         eax,2
00007FF7F506188B 48 8B 8D E0 00 00 00 mov         rcx,qword ptr [this]
00007FF7F5061892 89 01                mov         dword ptr [rcx],eax
         ri += 3;
00007FF7F5061894 48 8B 85 E0 00 00 00 mov         rax,qword ptr [this]
00007FF7F506189B 8B 40 04             mov         eax,dword ptr [rax+4]
00007FF7F506189E 83 C0 03             add         eax,3
00007FF7F50618A1 48 8B 8D E0 00 00 00 mov         rcx,qword ptr [this]
00007FF7F50618A8 89 41 04             mov         dword ptr [rcx+4],eax



     [&i, &ri]() {
         i += 2;
00007FF7F506190F 48 8B 85 E0 00 00 00 mov         rax,qword ptr [this]
00007FF7F5061916 48 8B 00             mov         rax,qword ptr [rax]
00007FF7F5061919 8B 00                mov         eax,dword ptr [rax]
00007FF7F506191B 83 C0 02             add         eax,2
00007FF7F506191E 48 8B 8D E0 00 00 00 mov         rcx,qword ptr [this]
00007FF7F5061925 48 8B 09             mov         rcx,qword ptr [rcx]
00007FF7F5061928 89 01                mov         dword ptr [rcx],eax
         ri += 3;
00007FF7F506192A 48 8B 85 E0 00 00 00 mov         rax,qword ptr [this]
00007FF7F5061931 48 8B 40 08          mov         rax,qword ptr [rax+8]
00007FF7F5061935 8B 00                mov         eax,dword ptr [rax]
00007FF7F5061937 83 C0 03             add         eax,3
00007FF7F506193A 48 8B 8D E0 00 00 00 mov         rcx,qword ptr [this]
00007FF7F5061941 48 8B 49 08          mov         rcx,qword ptr [rcx+8]
00007FF7F5061945 89 01                mov         dword ptr [rcx],eax
     }();

链接到编译器资源管理器https://godbolt.org/z/oe9KPcWWv

Answer 1

C++20 模式下的 Clang、GCC 和 MSVC 的行为对于所有支持 lambda 的标准版本都是正确的。 decltype(i) 和 decltype(ri) 生成命名变量的类型。它不会被重写以引用闭包对象的成员，就像 decltype((ri)) 的情况一样。 （参见例如 [expr.prim.lambda.capture] /14 在 C++17 草案 N4659 中对此进行了专门处理）

显然，MSVC 在 C++20 之前的标准模式的默认行为在处理 lambda 的方式上是不一致的。根据文档必须给出标志 /Zc:lambda 来处理符合标准的 lambda。使用此选项，MSVC 也会为 C++17 和 C++14 模式生成与 C++20 模式相同的结果。

例如，请参阅此错误报告 已作为非错误关闭，并附有使用此标志的说明。另请注意，它似乎未包含在 /permissive- 中。