问题 使用棘手的lambda表达式的奇怪的未定义行为

我一直在努力解决lambda表达式的一个问题，这个问题正在破坏我的一个项目。我找到了一个解决方案，但我想确切地了解它的工作原理和原因，以及它是否可靠。

#include <iostream>
#include <functional>
#include <unordered_map>

typedef std::function<const int&(const int&)> Callback;

int f(int i, Callback callback) {
    if (i <= 2) return 1;
    return callback(i-1) + callback(i-2);
}

int main(void) {

    std::unordered_map<int, int> values;

    Callback callback = [&](const int& i) {
        if (values.find(i) == values.end()) {
            int v = f(i, callback);
            values.emplace(i, v);
        }
        return values.at(i);
    };

    std::cout << f(20, callback) << std::endl;

    return 0;

}

我知道这是计算第20个Fibonacci数的一种疯狂方法，但它是我能够详细说明的最紧凑的SSCCE。

如果我用上面的代码编译 g++ -O0 我得到了执行程序 6765，这实际上是第20个斐波纳契数。如果我编译 -O1， -O2 要么 -O3 我明白了 262144，这是垃圾。

如果我用Valgrind配置程序（用。编译） -O0 -g），我明白了 Conditional jump or move depends on uninitialised value(s) 在线上 std::cout << f(20, callback) << std::endl; 但堆栈跟踪没有说任何有用的东西。

我不知道为什么我最终得到了这个：

Callback callback = [&](const int& i) -> const int& {

通过这一点修改，一切都按预期编译任何优化级别，Valgrind报告没有问题。

你能帮我理解发生了什么吗？