lambda 如何在 MSVC2017 15.9.3 中使用 /std:c++17 中的静态局部错误返回值？

Posted 2023-02-22

【中文标题】lambda 如何在 MSVC2017 15.9.3 中使用 /std:c++17 中的静态局部错误返回值？

【英文标题】：How is value returned by lambda using a static local wrong in MSVC2017 15.9.3 with /std:c++17?

【发布时间】：2018-12-06 22:21:46

【问题描述】：

下面的示例代码打印来自 lambda 函数的值，该函数简单地递增并返回静态局部计数器变量的值。

它打印0,1 和2,3 与 gcc 和 C++17 的预期一致。但不是在 Visual Studio Community 2017 15.9.3 中设置了/std:c++17 - 它会打印0,0 和2,3。

#include <iostream>

int main() 
    auto f = [] 
        static int i = 0;
        return i++;
    ;
    const int v1 = f(); // Expect v1 = 0
    const int v2 = f(); // Expect v2 = 1

    // Prints the wrong values (MSVC 15.9.3 with /std:c++17)
    std::cout << v1 << "," << v2 << std::endl; // Expect "0,1", prints "0,0"

    // Prints the right values (or ought to with C++17 sequencing, anyway)
    std::cout << f() << "," << f() << std::endl; // Expect "2,3", prints "2,3"

    return 0;

奇怪的输出（在 x86 调试版本中）

0,0
2,3

它看起来像一个编译器错误（所以我们提交了报告）：https://developercommunity.visualstudio.com/content/problem/347419/unexpected-return-from-lambda-with-static-local-va.html

生成的程序有什么问题，以至于它错误地为v1 和v2 打印0，但之后正确打印2, 3？任何有根据的猜测编译器错误是什么？

作为一种解决方法，我改用了捕获：

auto f = [i = 0]() mutable 
    return i++;
;

更新 - 作为旁注，上面示例的输出在 x86 版本构建中再次不同：

0,1
3,2

MSVC 存在另一个问题，尽管设置了/std:c++17，但std::cout 的<< 运算符没有从左到右排序，我推测这会导致3,2 在这里输出，在最少。

【问题讨论】：

你真的认为我们可以解释闭源编译器的内部工作原理吗？

两次输入函数不是更好吗？

真正奇怪的是，如果您在第一行设置断点 cout 自动监视窗口显示 v1 和 v2 分别是 0 和 1。

查看程序集告诉我们的是，是的，它做错了。

@aschepler 好点，我稍微改述了这个问题。

【参考方案1】：

MSVC 干净地编译以下内容：

constexpr int foo() 
    static int i = 0;
    return i++;

static_assert(foo() == foo()); // oh no

这不符合标准。

所以，从 C++17 开始，如果可以的话，lambdas 隐含地是 constexpr。 MSVC 错误地认为 lambda 是constexpr，因此将f() 折叠成v2 的常量（它来自v1）。当您直接输出它时它不会这样做，因为它显然不会像 gcc 那样急切地评估 constexpr 的东西（或使用我们不知道的其他一些启发式方法）。

【讨论】：

谢谢。我注意到从 v1 和 v2 中删除 const 会使问题消失，如果这样做会使编译器决定不折叠 lambda。

@SamTwidale Jup，它们没有被折叠，因为它们不是const（也不是constexpr）。

我刚刚注意到别的东西，也许这是我的错误还是又是 MSVC？在 x86 版本中，示例在我的 PC 上输出 0,1 和 3,2，尽管我认为 std::cout 的 couts 更改为打印v1 和v2 并通过单独调用对f 进行两次调用，它会正确输出0,1 和2,3。

@SamTwidale 即使v1 和v2 是const?。但是，是的，这是 MSVC 的一个已知错误。

@SamTwidale 不要这么认为。可能再次与不断折叠有关。