Lambda中捕获std::move的std::unique_ptr编译失败原因咨询

第一个示例：函数按值接收std::unique_ptr #

代码 #

#include <memory>

void sink(std::unique_ptr<int> p) {
    // Do something with `p`
}

int main() {
    auto p = std::make_unique<int>(42);
    auto f = [p = std::move(p)](){
        sink(std::move(p));
    };
    f();
    return 0;
}

错误信息 #

<source>:10:13: error: use of deleted function 'std::unique_ptr<_Tp, _Dp>::unique_ptr(const std::unique_ptr<_Tp, _Dp>&) [with _Tp = int; _Dp = std::default_delete<int>]'
   10 |         sink(std::move(p));
      |         ~~~~^~~~~~~~~~~~~~
In file included from /opt/compiler-explorer/gcc-14.2.0/include/c++/14.2.0/memory:78,
                 from <source>:1:
/opt/compiler-explorer/gcc-14.2.0/include/c++/14.2.0/bits/unique_ptr.h:516:7: note: declared here
  516 |       unique_ptr(const unique_ptr&) = delete;
      |       ^~~~~~~~~~
<source>:10:13: note: use '-fdiagnostics-all-candidates' to display considered candidates
   10 |         sink(std::move(p));
      |         ~~~~^~~~~~~~~~~~~~
<source>:3:32: note:   initializing argument 1 of 'void sink(std::unique_ptr<int>)'
    3 | void sink(std::unique_ptr<int> p) {
      |           ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^
Compiler returned: 1

原因解析 #

Lambda表达式的operator()默认是const成员函数，这意味着Lambda内部捕获的所有变量都被视为const类型。这里捕获的p在Lambda内部是const std::unique_ptr<int>，调用std::move(p)会生成一个const std::unique_ptr<int>&&类型的右值。

当尝试将这个const右值传递给sink（需要std::unique_ptr<int>）时，编译器会尝试调用std::unique_ptr的拷贝构造函数——因为const右值无法触发移动构造（移动构造需要非const的右值），而std::unique_ptr的拷贝构造函数是被显式删除的，因此编译报错。

第二个示例：函数按右值引用接收std::unique_ptr #

代码 #

#include <memory>

void sink(std::unique_ptr<int> &&p) {
    // Do something with `p`
}

int main() {
    auto p = std::make_unique<int>(42);
    auto f = [p = std::move(p)](){
        sink(std::move(p));
    };
    f();
    return 0;
}

错误信息 #

<source>: In lambda function:
<source>:10:23: error: binding reference of type 'std::unique_ptr<int>&&' to 'std::remove_reference<const std::unique_ptr<int>&>::type' {aka 'const std::unique_ptr<int>'} discards qualifiers
   10 |         sink(std::move(p));
      |              ~~~~~~~~~^~~
<source>:3:34: note:   initializing argument 1 of 'void sink(std::unique_ptr<int>&&)'
    3 | void sink(std::unique_ptr<int> &&p) {
      |           ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^
Compiler returned: 1

原因解析 #

同样是因为Lambda的operator()默认是const成员函数，捕获的p在Lambda内部是const std::unique_ptr<int>。std::move(p)生成的是const std::unique_ptr<int>&&，而sink的参数是std::unique_ptr<int>&&（非const右值引用）。

C++中，非const的右值引用无法绑定到const右值——因为这会允许修改原本被const保护的对象，违反const语义。因此编译器报错，提示丢弃了const限定符。

解决方法 #

要解决这个问题，只需要在Lambda声明时添加mutable关键字，这样Lambda的operator()就不再是const成员函数，内部捕获的变量也会变成非const类型，std::move就能生成正确的非const右值：

#include <memory>

void sink(std::unique_ptr<int> p) {
    // Do something with `p`
}

int main() {
    auto p = std::make_unique<int>(42);
    // 添加mutable关键字
    auto f = [p = std::move(p)]() mutable {
        sink(std::move(p));
    };
    f();
    return 0;
}

第二个示例同样只需添加mutable即可正常编译。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Semyon Burov