Αναγνώριση της συμπεριφοράς λάμδα σε προεπιλεγμένα ορίσματα C++

Εξερεύνηση των εκφράσεων λάμδα σε προεπιλεγμένα επιχειρήματα συνάρτησης

Στην C++, τα λάμδα προσφέρουν μια ισχυρή και προσαρμόσιμη μέθοδο για τον ορισμό ανώνυμων συναρτήσεων. Μπορούν να εισάγουν πρόσθετη πολυπλοκότητα στους ορισμούς συναρτήσεων όταν χρησιμοποιούνται ως προεπιλεγμένα ορίσματα. Αυτό το άρθρο διερευνά εάν ο χειρισμός ενός λάμδα που δηλώνεται μέσα σε ένα προεπιλεγμένο όρισμα ποικίλλει κάθε κλήση συνάρτησης.

Θα εξετάσουμε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα για να δείξουμε αυτήν την ιδέα και να εξετάσουμε τις συνέπειες της χρήσης στατικών μεταβλητών σε αυτά τα είδη λάμδα. Μπορούμε να εξηγήσουμε τη συμπεριφορά και να απαντήσουμε σε συχνές ερωτήσεις σχετικά με αυτό το θέμα κατανοώντας το πρότυπο C++.

Εντολή	Περιγραφή
static int x = 0;	Επιτρέπει στο λάμδα να δηλώσει μια στατική τοπική μεταβλητή για διατήρηση κατάστασης μεταξύ των κλήσεων.
return ++x;	Η στατική μεταβλητή αυξάνεται και επιστρέφεται η αυξημένη τιμή.
int x = [](){... }()) int foo	Καθορίζει μια συνάρτηση που λαμβάνει ένα λάμδα ως προεπιλεγμένη παράμετρό της και επιστρέφει μια αυξανόμενη στατική μεταβλητή.
[]() { ... }	Σύνταξη έκφρασης λάμδα σε C++ χωρίς να συλλαμβάνει καμία μεταβλητή.
int bar()	Καθορίζει μια συνάρτηση που επιστρέφει το σύνολο των αποτελεσμάτων δύο κλήσεων στο Foo.
std::cout << foo() << foo();	Εκτυπώνει στην τυπική έξοδο το αποτέλεσμα δύο κλήσεων στο Foo.
std::cout << bar();	Εκτυπώνει στην τυπική έξοδο το αποτέλεσμα της χρήσης της λειτουργίας ράβδου.
int main()	Κύρια λειτουργία, το σημείο εισόδου του προγράμματος.
return 0;	Δείχνει ότι το λογισμικό έτρεξε με επιτυχία.

Ολοκληρωμένη καθορισμένη λάμδα στα προεπιλεγμένα επιχειρήματα

Τα σενάρια C++ που παρέχονται δείχνουν πώς να χρησιμοποιείτε τα λάμδα στις προεπιλεγμένες παραμέτρους και πώς συμπεριφέρονται με στατικές μεταβλητές. Η λειτουργία ορίζεται στο πρώτο σενάριο και το προεπιλεγμένο όρισμα είναι ένα λάμδα. Η παρουσία του α σε αυτό το λάμδα εγγυάται ότι η τιμή της μεταβλητής διατηρείται μεταξύ των κλήσεων. Το λάμδα αυξάνεται x κατά ένα και επιστρέφει τη νέα τιμή κάθε φορά ονομάζεται. Αυτό εξηγεί γιατί εκτυπώνεται "12" αντί "11" κατά την κλήση δύο φορές μέσα . Κάθε κλήση επαναξιολογεί την προεπιλεγμένη παράμετρο, αλλά το static η μεταβλητή διατηρεί την τιμή της σταθερή.

Με την προσθήκη μιας νέας συνάρτησης, , αυτό καλεί δύο φορές και αθροίζει τα αποτελέσματα, το δεύτερο σενάριο εμβαθύνει σε αυτήν τη συμπεριφορά. Αυτό το παράδειγμα δείχνει πώς η στατική μεταβλητή στο λάμδα συνεχίζει να υπάρχει ακόμα και μετά καλείται ξανά μέσα σε άλλη συνάρτηση. Η στατική μεταβλητή του λάμδα συνεχίζει να αυξάνεται όπως αναμενόταν, όπως φαίνεται από το αποτέλεσμα "12". Αυτά τα παραδείγματα υπογραμμίζουν τη σημασία της κατανόησης του εύρους και της διάρκειας ζωής των λάμδα και στατικών μεταβλητών στον προγραμματισμό C++, δείχνοντας πώς αλληλεπιδρούν όταν χρησιμοποιούνται σε προεπιλεγμένα ορίσματα.

#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;
}

Προηγμένη κατανόηση των προεπιλεγμένων εκφράσεων λμ όρισμα

Ο μηχανισμός σύλληψης των λάμδα είναι ένα άλλο βασικό στοιχείο που πρέπει να γνωρίζετε όταν τα χρησιμοποιείτε με προεπιλεγμένες παραμέτρους. Τα λάμδα στη C++ έχουν τη δυνατότητα να καταγράφουν τοπικές μεταβλητές με αναφορά ή με τιμή. Ωστόσο, επειδή το λάμδα προορίζεται να είναι μια αυτόνομη συνάρτηση, συνήθως δεν συλλαμβάνει καμία ξένη μεταβλητή στο πλαίσιο μιας προεπιλεγμένης παραμέτρου. Αυτό δείχνει ότι η κατάσταση που διατηρεί μια στατική μεταβλητή μέσα σε ένα λάμδα είναι απλώς τοπική στο λάμδα και δεν επηρεάζεται από μεταβλητές ή καταστάσεις εκτός αυτού.

Συγκεκριμένα, η χρήση λάμδα στις προεπιλεγμένες παραμέτρους μπορεί να οδηγήσει σε λιγότερο κατανοητό και πιο δύσκολο στη διατήρηση κώδικα. Οι στατικές μεταβλητές σε αυτά τα λάμδα μπορούν να συμπεριφέρονται προβλέψιμα, αλλά όταν υπάρχουν σε προεπιλεγμένα ορίσματα, μπορεί να είναι δύσκολο να εντοπιστεί σφάλματα της συνάρτησης και να αποκρύψετε τη χρήση για την οποία προορίζεται. Ως αποτέλεσμα, ακόμα κι αν τα λάμδα με προεπιλεγμένες παραμέτρους μπορούν να είναι ένα χρήσιμο εργαλείο, είναι σημαντικό να τα χρησιμοποιείτε με φειδώ και να βεβαιωθείτε ότι ο κώδικας περιγράφει πλήρως τη συμπεριφορά τους για να διευκολύνει την αναγνωσιμότητα και τη μελλοντική συντήρηση.

1. Στη C++, τι είναι μια έκφραση λάμδα;
2. Ένα ανώνυμο αντικείμενο συνάρτησης με την ικανότητα να συλλαμβάνει μεταβλητές από το περιβάλλον εύρος του ονομάζεται έκφραση λάμδα.
3. Ποια είναι η συμπεριφορά μιας στατικής μεταβλητής σε ένα λάμδα;
4. Η στατική μεταβλητή ενός λάμδα διατηρεί την τιμή της μεταξύ των κλήσεων συναρτήσεων, διατηρώντας την κατάσταση έναντι των κλήσεων.
5. Γιατί η εκτέλεση του foo() δύο φορές έχει ως αποτέλεσμα την εκτύπωση "12" στην έξοδο;
6. Επειδή η στατική μεταβλητή του λάμδα αυξάνεται κατά ένα με κάθε κλήση, η πρώτη κλήση επιστρέφει 1 και η δεύτερη κλήση επιστρέφει 2, που αθροίζονται σε "12".
7. Κάθε φορά που καλείται μια συνάρτηση, αξιολογούνται τα προεπιλεγμένα ορίσματα;
8. Ναι, κάθε φορά που καλείται μια συνάρτηση, τα προεπιλεγμένα ορίσματά της αξιολογούνται, αλλά διατηρείται η κατάσταση των στατικών μεταβλητών μέσα σε αυτές.
9. Μπορούν οι εξωτερικές μεταβλητές να συλληφθούν από λάμδα σε προεπιλεγμένα ορίσματα;
10. Δεδομένου ότι τα λάμδα έχουν σχεδιαστεί για να είναι αυτόνομα, συχνά δεν πιάνουν ξένες μεταβλητές στις προεπιλεγμένες παραμέτρους.
11. Τι αποτελέσματα έχει η χρήση λάμδα στις προεπιλεγμένες παραμέτρους;
12. Η χρήση λάμδα στα προεπιλεγμένα ορίσματα μπορεί να αποκρύψει την αναγνωσιμότητα του κώδικα και να περιπλέξει τον εντοπισμό σφαλμάτων, επομένως θα πρέπει να χρησιμοποιούνται με σύνεση.
13. Είναι ο τύπος λάμδα, όταν χρησιμοποιείται σε ένα προεπιλεγμένο όρισμα, διαφορετικός για κάθε κλήση;
14. Όχι, ο τύπος λάμδα παραμένει ο ίδιος, αλλά η στατική μεταβλητή μέσα σε αυτό διατηρεί την κατάστασή της σε όλες τις κλήσεις.
15. Πώς μπορεί κανείς να τεκμηριώσει πώς συμπεριφέρονται οι στατικές μεταβλητές του lambdas;
16. Για ευκολότερη ανάγνωση και συντήρηση, είναι σημαντικό να συμπεριλάβετε σχόλια στον κώδικα που περιγράφουν πώς συμπεριφέρονται οι στατικές μεταβλητές στα λάμδα.
17. Πώς μπορεί να βοηθήσει η χρήση ενός λάμδα σε μια προεπιλεγμένη παράμετρο;
18. Ένας συνοπτικός τρόπος για να περιγράψουμε πολύπλοκες προεπιλεγμένες ενέργειες ακριβώς μέσα στην υπογραφή της συνάρτησης είναι να χρησιμοποιήσετε ένα λάμδα σε ένα προεπιλεγμένο όρισμα.

Ένα λάμδα που χρησιμοποιείται ως προεπιλεγμένο όρισμα στα παραδείγματα C++ δείχνει πώς οι στατικές μεταβλητές διατηρούν την κατάστασή τους κατά τη διάρκεια κλήσεων συναρτήσεων. Κάθε φορά που γίνεται επίκληση αυτής της στατικής κατάστασης, η συμπεριφορά είναι σταθερή και προβλέψιμη. Η σύνταξη αναγνώσιμου και επαναχρησιμοποιήσιμου κώδικα απαιτεί κατανόηση αυτής της ιδέας, ιδιαίτερα όταν χρησιμοποιούνται λάμδα στις παραμέτρους συνάρτησης.