调用指向已销毁Lambda的指针是否合法？含带捕获Lambda的通用场景

无捕获Lambda的情况 #

你的示例代码中使用的是无捕获的Lambda，这种情况是合法的。

C++标准规定，无捕获的Lambda可以隐式转换为同签名的普通函数指针。这类Lambda的函数体本质上是全局可见的代码片段，和普通全局函数的存储方式类似——即使Lambda变量（lambda）超出作用域被销毁，函数指针（fun）指向的代码依然存在且有效。所以调用fun(6)是完全合规的，不会触发未定义行为。

带捕获Lambda的情况 #

如果是带有捕获的Lambda，情况就完全不同了：

• 带捕获的Lambda无法隐式转换为普通函数指针，因为它的行为依赖于捕获的变量（闭包状态），必须通过闭包对象来调用其operator()成员函数。
• 若你持有指向闭包对象的指针/引用，当闭包对象（即Lambda变量）超出作用域被销毁后，这个指针就变成了悬垂指针。此时通过该指针调用Lambda的行为属于未定义行为——无论捕获的是值还是引用：
  • 即使是值捕获，闭包对象销毁后，其内部存储的捕获值也会被释放，访问已销毁对象的成员函数会导致不可预料的结果；
  • 引用捕获的话，捕获的外部变量本身已经超出作用域，调用Lambda时访问该引用同样是未定义行为。

示例说明（带捕获Lambda的非法场景） #

#include <iostream>
#include <functional>

int main()
{
    std::function<int(int)> fun;
    int* lambda_ptr = nullptr;

    {
        int x = 10;
        auto lambda = [x](int a)->int{std::cout << a + x << std::endl; return a + x;};
        fun = lambda; // std::function保存闭包对象拷贝，后续调用合法
        lambda_ptr = reinterpret_cast<int*>(&lambda); // 指向闭包对象的指针
    }

    // 若通过lambda_ptr调用原Lambda，属于访问已销毁对象，是未定义行为
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者John