التعرف على سلوك Lambda في وسيطات C++ الافتراضية

استكشاف تعبيرات Lambda في وسيطات الوظائف الافتراضية

في لغة C++، توفر lambdas طريقة قوية وقابلة للتكيف لتعريف الوظائف المجهولة. يمكنها تقديم تعقيد إضافي في تعريفات الوظائف عند استخدامها كوسيطات افتراضية. تستكشف هذه المقالة ما إذا كان التعامل مع لامدا المعلن داخل وسيطة افتراضية يختلف مع كل استدعاء دالة.

سوف ندرس مثالًا معينًا لتوضيح هذه الفكرة ونستعرض عواقب استخدام المتغيرات الثابتة في هذه الأنواع من لامدا. يمكننا شرح السلوك والإجابة على الأسئلة المتداولة حول هذا الموضوع من خلال فهم معيار C++.

يأمر	وصف
static int x = 0;	لتمكين لامدا من الإعلان عن متغير محلي ثابت لصيانة الحالة بين المكالمات.
return ++x;	يتم زيادة المتغير الثابت، ويتم إرجاع القيمة المتزايدة.
int x = [](){... }()) int foo	يحدد دالة تأخذ lambda كمعلمة افتراضية لها وترجع متغيرًا ثابتًا متزايدًا.
[]() { ... }	بناء جملة تعبير Lambda في C++ دون التقاط أي متغيرات.
int bar()	يحدد دالة تُرجع إجمالي نتائج مكالمتين لـ foo.
std::cout << foo() << foo();	يطبع إلى الإخراج القياسي نتيجة مكالمتين لـ foo.
std::cout << bar();	يطبع إلى الإخراج القياسي نتيجة استخدام وظيفة الشريط.
int main()	الوظيفة الرئيسية، نقطة الدخول للبرنامج.
return 0;	يوضح أن البرنامج تم تشغيله بنجاح.

تعريف Lambda الشامل في الوسيطات الافتراضية

توضح البرامج النصية C++ المتوفرة كيفية استخدام lambdas في المعلمات الافتراضية وكيفية تصرفها مع المتغيرات الثابتة. الوظيفة تم تعريفه في البرنامج النصي الأول، ووسيطه الافتراضي هو لامدا. وجود أ في هذا لامدا يضمن أن قيمة المتغير يتم الحفاظ عليه بين المكالمات. يزيد لامدا x بواحد وإرجاع القيمة الجديدة في كل مرة يسمى. وهذا ما يفسر سبب طباعة "12" بدلاً من "11" عند الاتصال مرتين في . كل استدعاء يعيد تقييم المعلمة الافتراضية، ولكن static المتغير يحافظ على قيمته ثابتة.

من خلال إضافة وظيفة جديدة، ، هذا يدعو مرتين ويجمع النتائج، فإن البرنامج النصي الثاني يتعمق أكثر في هذا السلوك. يوضح هذا المثال كيف يستمر المتغير الثابت في لامدا في الوجود حتى بعد ذلك يتم استدعاؤه مرة أخرى داخل وظيفة أخرى. يستمر المتغير الثابت للامدا في الزيادة كما هو متوقع، كما هو موضح بالنتيجة "12". تسلط هذه الأمثلة الضوء على أهمية فهم نطاق وعمر lambdas والمتغيرات الثابتة في برمجة C++ من خلال توضيح كيفية تفاعلها عند استخدامها في الوسائط الافتراضية.

#include <iostream>
// Function with a lambda as a default argument
int foo(int x = [](){
    static int x = 0;
    return ++x;
    }()) {
    return x;
}
int main() {
    std::cout << foo() << foo(); // prints "12", not "11"
    return 0;
}

#include <iostream>
// Function with a lambda as a default argument
int foo(int x = [](){
    static int x = 0;
    return ++x;
    }()) {
    return x;
}
int bar() {
    return foo() + foo(); // Call foo twice
}
int main() {
    std::cout << bar(); // prints "12"
    return 0;
}

الفهم المتقدم لتعبيرات Lambda الوسيطة الافتراضية

تعد آلية التقاط lambdas أمرًا أساسيًا آخر يجب معرفته عند استخدامها مع المعلمات الافتراضية. تمتلك Lambdas في لغة C++ القدرة على التقاط المتغيرات المحلية حسب المرجع أو القيمة. ومع ذلك، نظرًا لأن لامدا تهدف إلى أن تكون دالة قائمة بذاتها، فإنها عادةً لا تلتقط أي متغيرات خارجية في سياق المعلمة الافتراضية. يشير هذا إلى أن الحالة التي يحتفظ بها المتغير الثابت داخل لامدا هي حالة محلية فقط في لامدا ولا تتأثر بالمتغيرات أو الحالات خارجها.

والجدير بالذكر أن استخدام lambdas في المعلمات الافتراضية قد يؤدي إلى صعوبة فهم التعليمات البرمجية وزيادة صعوبة الحفاظ عليها. يمكن للمتغيرات الثابتة في معاملات lambda هذه أن تتصرف بشكل متوقع، ولكن عندما تكون موجودة في الوسيطات الافتراضية، قد يكون من الصعب تصحيح أخطاء الوظيفة وإخفاء استخدامها المقصود. ونتيجة لذلك، على الرغم من أن أجهزة lambda ذات المعلمات الافتراضية يمكن أن تكون أداة مفيدة، فمن الضروري استخدامها باعتدال والتأكد من أن الكود يصف سلوكها بشكل كامل لتسهيل القراءة والصيانة المستقبلية.

1. في C++، ما هو تعبير لامدا؟
2. يُطلق على كائن الوظيفة المجهول الذي يتمتع بالقدرة على التقاط المتغيرات من النطاق المحيط به تعبير لامدا.
3. ما هو سلوك المتغير الثابت في لامدا؟
4. يحتفظ المتغير الثابت الخاص بـ lambda بقيمته بين استدعاءات الوظائف، مما يحافظ على الحالة خلال الاستدعاءات.
5. لماذا يؤدي تنفيذ foo() مرتين إلى طباعة الإخراج "12"؟
6. نظرًا لأن المتغير الثابت الخاص بـ lambda يزيد بمقدار واحد مع كل استدعاء، فإن الاستدعاء الأول يُرجع 1 ويعيد الاستدعاء الثاني 2، وهو ما يساوي "12".
7. في كل مرة يتم فيها استدعاء دالة، هل يتم تقييم الوسائط الافتراضية؟
8. نعم، في كل مرة يتم فيها استدعاء دالة، يتم تقييم وسيطاتها الافتراضية، ولكن يتم الاحتفاظ بحالة المتغيرات الثابتة بداخلها.
9. هل يمكن التقاط المتغيرات الخارجية بواسطة لامدا في الوسائط الافتراضية؟
10. نظرًا لأن لامدا مصممة لتكون مستقلة بذاتها، فإنها غالبًا لا تلتقط المتغيرات الأجنبية في المعلمات الافتراضية.
11. ما هي تأثيرات استخدام lambdas في المعلمات الافتراضية؟
12. يمكن أن يؤدي استخدام lambdas في الوسيطات الافتراضية إلى حجب إمكانية قراءة التعليمات البرمجية وتعقيد عملية تصحيح الأخطاء، لذا يجب استخدامها بحكمة.
13. هل يختلف نوع lambda، عند استخدامه في وسيطة افتراضية، لكل مكالمة؟
14. لا، يظل نوع lambda كما هو، لكن المتغير الثابت بداخله يحتفظ بحالته عبر المكالمات.
15. كيف يمكن توثيق كيفية تصرف المتغيرات الثابتة في لامداس؟
16. لتسهيل القراءة والصيانة، من الضروري تضمين تعليقات في الكود تصف كيفية تصرف المتغيرات الثابتة في lambdas.
17. كيف يمكن أن يساعد استخدام لامدا في المعلمة الافتراضية؟
18. إحدى الطرق الموجزة لوصف الإجراءات الافتراضية المعقدة داخل توقيع الوظيفة هي استخدام لامدا في وسيطة افتراضية.

يُظهر استخدام lambda كوسيطة افتراضية في أمثلة C++ كيف تحتفظ المتغيرات الثابتة بحالتها أثناء استدعاءات الوظائف. في كل مرة يتم فيها استدعاء هذه الحالة الثابتة، يكون السلوك ثابتًا ويمكن التنبؤ به. تتطلب كتابة تعليمات برمجية قابلة للقراءة وإعادة الاستخدام فهمًا لهذه الفكرة، خاصة عند استخدام lambdas في معلمات الوظيفة.