为什么这段代码涉及使用temporaries对段落的引用,尽管它似乎能够正确管理生命周期？

Question

在尝试无移动和无副本的代码时,我写了以下内容:

#include <functional>
#include <type_traits>
#include <utility>

#define FWD(...) ::std::forward<decltype(__VA_ARGS__)>(__VA_ARGS__)

namespace {
    template <typename Fn>
    class wrapped_fn
    {
    public:
        template <typename F>
        explicit wrapped_fn(F&& fn)
            : fn_{FWD(fn)}
        {}

        auto foo() &&
        {
            return wrapped_fn<Fn>{
                FWD(fn_),
            };
        }

        auto trigger_segfault() &&
        {
            return FWD(fn_)();
        }

    private:
        Fn&& fn_;
    };

    template <typename F>
    auto wrap(F&& f)
    {
        return ::wrapped_fn<F>{
            FWD(f),
        };
    }

    template <typename F>
    auto frobnicate(F&& callable)
    {
        return ::wrap([&callable] {
            return callable(); //
        });
    }

    std::function<int()> call_me()
    {
        return [] { return 42; };
    }
}

int main()
{
    return ::frobnicate(call_me())
        .foo()
        .trigger_segfault();
}

我希望这段代码能够编译并正常工作(返回代码为42).由于我只是维护对函数的引用,直到.trigger_function()绑定到引用的调用和临时函数为完整表达式(直到;)为止,我不应该有任何悬空引用或副本/移动.

那么,为什么在使用gcc或MSVC 编译时会出现这种段错误？

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通过使用gdb,我确定wrapped_fn在.foo()成员函数中对构造函数的调用是问题症状开始显示的地方.在构造函数调用的开头,我们有:

(gdb) p fn
$10 = ((anonymous namespace)::<lambda()> &&) @0x7ffffffecdd0: {__callable = @0x7ffffffeced0}
(gdb) p fn.__callable
$11 = (std::function<int()> &) @0x7ffffffeced0: {<std::_Maybe_unary_or_binary_function<int>> = {<No data fields>}, <std::_Function_base> = {static _M_max_size = 16,
    static _M_max_align = 8, _M_functor = {_M_unused = {_M_object = 0x0, _M_const_object = 0x0, _M_function_pointer = 0x0, _M_member_pointer = NULL},
      _M_pod_data = '\000' <repeats 15 times>},
    _M_manager = 0x4ba0d2 <std::_Function_base::_Base_manager<(anonymous namespace)::call_me()::<lambda()> >::_M_manager(std::_Any_data &, const std::_Any_data &, std::
_Manager_operation)>}, _M_invoker = 0x4ba0b0 <std::_Function_handler<int(), (anonymous namespace)::call_me()::<lambda()> >::_M_invoke(const std::_Any_data &)>}

在fn_成员初始化之后,我们有:

(gdb) p fn
$12 = ((anonymous namespace)::<lambda()> &&) @0x7ffffffecdd0: {__callable = @0x7ffffffecdd0}
(gdb) p fn.__callable
$13 = (std::function<int()> &) @0x7ffffffecdd0: {<std::_Maybe_unary_or_binary_function<int>> = {<No data fields>}, <std::_Function_base> = {static _M_max_size = 16,
    static _M_max_align = 8, _M_functor = {_M_unused = {_M_object = 0x7ffffffecdd0, _M_const_object = 0x7ffffffecdd0, _M_function_pointer = 0x7ffffffecdd0,
        _M_member_pointer = (void (std::_Undefined_class::*)(std::_Undefined_class * const)) 0x7ffffffecdd0, this adjustment -8574455321466846208},
      _M_pod_data = "<garbage data>"}, _M_manager = 0x7ffffffecf10}, _M_invoker = 0x4b9be6 <main()+83>}

该__callable成员改变了.我不明白为什么,因为这两个fn_和fn的引用,FWD(fn)应该只是一个保铸的类别fn.fn绝对不会被复制或移动,因为我捕获了一个变量来计算对特殊成员函数的调用,并且计数不会增加.

Answer 1

内部的lambda函数frobnicate()直到frobnicate()返回.它只被引用,并且引用的绑定通常不会使对象保持活动状态.也就是说,从frobnicate()引用中返回的对象是一个被破坏的对象,触摸它会导致未定义的行为.

引用使对象保持活动状态的情况是将临时对象立即绑定到本地引用.即使这假设临时也不以任何形式隐藏.例如,将临时文件包装到任何形式的调用时都不起作用.