C++17 STL Стандартная библиотека шаблонов

12. Перед компиляцией и запуском программы пройдем по коду еще раз и попробуем предугадать, какие именно значения выведем в терминале. Затем запустим программу и взглянем на реальные выходные данные:

1, 2

3

ab 3

1, 2, 3, 4, 5,

Value of a after 3 incrementer() calls: 3

15

Как это работает

То, что мы сейчас сделали, выглядит не слишком сложно: сложили числа, а затем инкрементировали их и вывели на экран. Мы даже выполнили конкатенацию строк с помощью объекта функций, который был реализован для сложения чисел. Но для тех, кто еще незнаком с синтаксисом лямбда-выражений, это может показаться запутанным.

Итак, сначала рассмотрим все особенности, связанные с лямбда-выражениями (рис. 4.1).

Как правило, можно опустить большую часть этих параметров, чтобы сэкономить немного времени. Самым коротким лямбда-выражением является выражение []{}. Оно не принимает никаких параметров, ничего не захватывает и, по сути, ничего не делает.

Что же значит остальная часть?

Список для захвата

Определяет, что именно мы захватываем и выполняем ли захват вообще. Есть несколько способов сделать это. Рассмотрим два «ленивых» варианта.

1. Если мы напишем [=] () {...}, то захватим каждую внешнюю переменную, на которую ссылается замыкание, по значению; т.е. эти значения будут скопированы.

2. Запись [&] () {...} означает следующее: все внешние объекты, на которые ссылается замыкание, захватываются только по ссылке, что не приводит к копированию.

Конечно, можно установить настройки захвата для каждой переменной отдельно. Запись [a, &b] () {...} означает, что переменную a мы захватываем по значению, а переменную b — по ссылке. Для этого потребуется напечатать больше текста, но, как правило, данный способ безопаснее, поскольку мы не можем случайно захватить что-то ненужное из-за пределов замыкания.

В текущем примере мы определили лямбда-выражение следующим образом: [count=0] () {...}. В этом особом случае мы не захватываем никаких переменных из-за пределов замыкания, только определили новую переменную с именем count. Тип данной переменной определяется на основе значения, которым мы ее инициализировали, а именно 0, так что она имеет тип int.

Кроме того, можно захватить одни переменные по значению, а другие — по ссылке, например:

□ [a, &b] () {...} — копируем a и берем ссылку на b;

□ [&, a] () {...} — копируем a и применяем ссылку на любую другую переданную переменную;

□ [=, &b, i{22}, this] () {...} — получаем ссылку на b, копируем значение this, инициализируем новую переменную i значением 22 и копируем любую другую использованную переменную.

  Если вы попытаетесь захватить переменную-член некоторого объекта, то не сможете сделать это с помощью конструкции [member_a] () {...}. Вместо этого нужно определить либо this, либо *this.

mutable (необязательный)

Если объект функции должен иметь возможность модифицировать получаемые им переменные путем копирования ([=]), то его следует определить как mutable. Это же касается вызова неконстантных методов захваченных объектов.

constexpr (необязательный)

Если мы явно пометим лямбда-выражение с помощью ключевого слова constexpr, то компилятор сгенерирует ошибку, когда это выражение не будет соответствовать критериям функции constexpr. Преимущество использования функций constexpr и лямбда-выражений заключается в том, что компилятор может оценить их результат во время компиляции, если они вызываются с параметрами, постоянными на протяжении данного процесса. Это приведет к тому, что позднее в бинарном файле будет меньше кода.

Если мы не указываем явно, что лямбда-выражения являются constexpr, но эти выражения соответствуют всем требуемым критериям, то они все равно будут считаться constexpr, только неявно. Если нужно, чтобы лямбда-выражение было constexpr, то лучше явно задавать его таковым, поскольку иначе в случае наших неверных действий компилятор начнет генерировать ошибки.

exception attr (необязательный)

Здесь определяется, может ли объект функции генерировать исключения, если при вызове столкнется с ошибкой.

return type (необязательный)

При необходимости иметь полный контроль над возвращаемым типом, вероятно, не нужно, чтобы компилятор определял его автоматически. В таких случаях можно просто использовать конструкцию [] () -> Foo {}, которая укажет компилятору, что мы всегда будем возвращать объекты типа Foo. 

Добавляем полиморфизм путем оборачивания лямбда-выражений в std::function