std::线程使用 ref arg 获取 lambda 无法编译

std::thread taking lambda with ref arg fails to compile

本文关键字：lambda 编译 获取 ref 线程 std arg      更新时间：2023-10-16

我正在阅读C++并发的运行。 第2.4章描述了一种parallell_accumulate算法。

我尝试 - 作为一个学习实验 - 用通用 lambda 替换那里使用的函子。

我已将编译错误提炼为：

#include <thread>
template <typename T>
struct f {
    void operator() (T& result) { result = 1;}
};
int main() {
    int x = 0;
    auto g = [](auto& result) { result = 1; };
    std::thread(f<int>(), std::ref(x));  // COMPILES
    std::thread(g, std::ref(x));         // FAILS TO COMPILE
}

错误消息：

 In file included from /usr/include/c++/4.9/thread:39:0,
                 from foo.cpp:1:
/usr/include/c++/4.9/functional: In instantiation of ‘struct std::_Bind_simple<main()::<lambda(auto:1&)>(std::reference_wrapper<int>)>’:
/usr/include/c++/4.9/thread:140:47:   required from ‘std::thread::thread(_Callable&&, _Args&& ...) [with _Callable = main()::<lambda(auto:1&)>&; _Args = {std::reference_wrapper<int>}]’
foo.cpp:13:31:   required from here
/usr/include/c++/4.9/functional:1665:61: error: no type named ‘type’ in ‘class std::result_of<main()::<lambda(auto:1&)>(std::reference_wrapper<int>)>’
       typedef typename result_of<_Callable(_Args...)>::type result_type;
                                                             ^
/usr/include/c++/4.9/functional:1695:9: error: no type named ‘type’ in ‘class std::result_of<main()::<lambda(auto:1&)>(std::reference_wrapper<int>)>’
         _M_invoke(_Index_tuple<_Indices...>)
         ^

我的编译器版本

$ g++ --version
g++ (Ubuntu 4.9.1-16ubuntu6) 4.9.1

为什么 lambda 的编译失败而不是函子的编译失败？

编辑：如何使用通用 lambda 实现函子正在做的事情（分配给引用）？

同一主题的另一个变体，即模板参数推导不会查看转化。

f<int> operator()是

void operator() (int& result);

当你将reference_wrapper<int>传递给它时，转换函数（operator int &）被调用，产生一个可以绑定到result的引用。

您的通用 lambda 的operator()是

template<class T> void operator() (T& result) const;

如果传递了一个reference_wrapper的左值，它将推断T为reference_wrapper，然后无法在赋值上编译。（对reference_wrapper赋值会重新拔插"引用"，而不会影响值。

但它甚至在此之前就失败了，因为该标准要求你传递给std::thread的内容必须可以用 prvalues 调用 - 并且非常量左值引用不会绑定到 prvalue。这是您看到的错误 - result_of不包含任何type因为函子不可调用参数类型。如果你尝试做g(std::ref(x));，clang会产生一个相当明显的错误：

main.cpp:16:5: error: no matching function for call to object of type '(lambda at main.cpp:11:14)'
    g(std::ref(x));
    ^
main.cpp:11:14: note: candidate function [with $auto-0-0 = std::__1::reference_wrapper<int>] not viable: expects an l-value for 1st argument
    auto g = [](auto& result) { result = 1; };         
    ^

您可能应该考虑仅通过引用捕获相关的本地：

auto g = [&x]() { x = 1; };

或者，无论出于何种原因，您必须使用通用 lambda，那么您可以按值（或 const 引用）获取reference_wrapper，然后使用 get() 将其解开包装：

 auto g = [](auto result) { result.get() = 1; };

或者添加一个std::bind，它将解开reference_wrapper s，让模板参数推导做正确的事情（帽子提示 @Casey）：

 std::thread(std::bind(g, std::ref(x)));

或者也许放弃这种reference_wrapper废话，而编写您的 lambda 以取一个非拥有指针：

auto g = [](auto* result) { *result = 1; };
std::thread(g, &x);

通过"INVOKE（...）"系列函数传递参数涉及各种各样的问题，std::async、std::bind、std::thread::thread。如果你想使用重载的函数名称，或者传递一个左值引用，或者天堂禁止通过引用传递右值，你会很难过。你会来到SO，我们中的一位学会了相关咒语的人会把它传给你。希望下次出现时你会记住它。

我认为自 C++14 以来的最佳实践是通过自己处理参数并始终为 INVOKE 函数提供一个零参数函子来封装实际目标函数所需的参数，从而避免参数传递怪异。通过自己动手，您可以准确地获得您想要的语义，而不必了解 INVOKE 系列函数接口中的每个怪癖和解决方法以及细微区别。C++14 广义 lambda 捕获使得封装任何类型的函数和参数集变得非常简单。

在您的情况下，此方法将导致：

#include <thread>
template <typename T>
struct f {
    void operator() (T& result) { result = 1;}
};
int main() {
    int x = 0;
    auto g = [](auto& result) { result = 1; };
    std::thread([&]{ return f<int>{}(x); });
    std::thread([&]{ return g(x); });
}

完全按照预期执行并且更具可读性。

std::reference_wrapper在 TR1 时代很棒，我们需要它通过 std::bind 传递引用，但它的辉煌岁月已经过去了，我认为在现代C++最好避免它。

这是一个解决您问题的函数。 它接受一个函数对象，并返回一个函数对象，该对象将在将 std::reference_wrapper s 传递给内部函数对象之前解压缩。

#include <utility>
#include <functional>
template<class T>
T&& unref( T&& t ){return std::forward<T>(t);}
template<class T>
T& unref( std::reference_wrapper<T> r ){ return r.get(); }
template<class F>
auto launder_refs( F&& f ) {
  return [f = std::forward<F>(f)](auto&&... args){
    return f( unref( std::forward<decltype(args)>(args) )... );
  };
}
//
  auto g = launder_refs([](auto& result) { result = 2; });

活生生的例子 - 现在g的行为就像你的原始g一样，除了当传递std::reference_wrapper时，它会将它们转换为引用，然后再将它们传递给里面的result。

您的

问题是传递给您的 lambda 的std::reference_wrapper<T>&&导致它尝试推断出一个U，使得 U& = std::reference_wrapper<T>&& ，并且不存在。

简而言之，这是模板函数中类型推导

的限制（它不考虑转换），因为在同一步骤中混合转换和模板类型推导会让每个人都感到沮丧。

上面的代码从底层 lambda 闭包（或函数对象）中隐藏了 std::reference_wrapper s。 它以最小的开销这样做。

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