如何让C++类构造函数每次调用时创建不同的Lambda表达式？

问题原因 #

你遇到的核心问题是无捕获lambda的特性：无捕获的lambda表达式会被编译器转换为一个全局函数实体，所有由同一个lambda定义生成的闭包对象都会关联到这个函数。而lambda内部的static int i和普通全局函数中的static变量完全一致——整个程序生命周期内仅初始化一次，所有调用都会共享这个变量。

在MSVC中，无捕获lambda可以隐式转换为函数指针，std::function<void()>最终存储的是这个全局函数的指针，因此两个a实例的func指向的是同一个函数，调用时自然会共享static变量的状态，导致输出1和2。

解决方案 #

要实现每个实例的func拥有独立状态，有两种常用方式：

方案1：将状态作为类成员，lambda捕获this #

把计数器i定义为类的私有成员，让lambda捕获当前实例的this指针，这样每个实例的lambda操作的是自己的成员变量：

#include <iostream>
#include <functional>

class a {
public:
    a() : i(0) {
        func = [this] {
            i++;
            std::cout << i << std::endl;
        };
    }
    std::function<void()> func;
private:
    int i;
};

int main()
{
    a a1;
    a1.func();
    a a2;
    a2.func();
}

方案2：让lambda捕获局部变量副本并声明mutable #

在构造函数中定义局部计数器，通过值捕获将其存入lambda闭包，同时需要给lambda加上mutable修饰符（默认lambda是const的，无法修改捕获的值），这样每个lambda实例会持有独立的计数器副本：

#include <iostream>
#include <functional>

class a {
public:
    a() {
        int i = 0;
        func = [i]() mutable {
            i++;
            std::cout << i << std::endl;
        };
    }
    std::function<void()> func;
};

int main()
{
    a a1;
    a1.func();
    a a2;
    a2.func();
}

上述两种方案运行后都会输出你预期的：

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内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ivan Venkov