C++ pair容器内string引用传递给lambda失效的原因是什么

基础规则前提 #

首先明确两个C++标准规定的生命周期规则：

• 纯右值临时对象的默认生命周期仅持续到所在完整表达式结束；只有当临时对象被直接绑定到栈上的const左值引用/右值引用时，生命周期才会延长到和引用变量一致
• 类的引用类型成员，不会延长其绑定对象的生命周期

codegen1崩溃原因分析 #

1. 调用codegen1({3, "text"})时，需要用初始化列表构造一个std::pair<int, const std::string&>类型的临时对象作为入参
2. 初始化pair的第二个成员const std::string&时，字面量"text"是const char[5]类型，无法直接绑定到string引用，因此会隐式生成一个临时std::string对象承接这个字面量
3. 这个临时string被绑定到pair的引用类型成员，但类成员引用不符合生命周期延长规则，因此临时string在pair构造完成、整个初始化列表表达式结束后就被销毁
4. 进入lambda函数体执行foo->init(package.first, package.second)时，package.second已经是悬垂引用，访问已销毁的内存触发未定义行为，表现为抛出异常、乱码或程序崩溃

codegen2正常运行原因分析 #

1. 调用codegen2(3, "text")时，第二个参数是const std::string&类型，同样需要隐式生成临时std::string承接字面量
2. 这个临时string是直接绑定到函数形参引用，符合生命周期延长规则，临时string的生命周期会延长到整个函数调用结束（lambda执行完成返回后才销毁）
3. 调用init执行this->txt = txt拷贝赋值时，临时string仍然有效，整个过程没有非法内存访问

修复方案原理说明 #

当你将lambda参数改为const std::pair<int, std::string>&后：

1. pair的第二个成员从引用类型改为std::string值类型，构造pair时，隐式生成的临时string会被直接移动/拷贝到pair自身的成员内存中，不再依赖外部临时对象
2. 临时pair被直接绑定到函数形参的const引用，生命周期延长到整个lambda执行结束
3. 此时访问package.second就是访问pair自身持有的有效string对象，拷贝赋值过程完全正常

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mat