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C++ のデフォルト引数での Lambda の動作の認識

Arthur Petit

2024年9月18日水曜日 22:41:14

デフォルトの関数引数でのラムダ式の探索

C++ では、ラムダは匿名関数を定義するための強力で適応性のある方法を提供します。デフォルトの引数として使用すると、関数定義がさらに複雑になる可能性があります。この記事では、デフォルト引数内で宣言されたラムダの処理が関数呼び出しごとに異なるかどうかを検討します。

この考え方を実証するために特定の例を検討し、この種のラムダで静的変数を利用した場合の結果について説明します。 C++ 標準を理解することで、動作を説明し、この主題に関するよくある質問に答えることができます。

指示	説明
static int x = 0;	ラムダが呼び出し間の状態維持のために静的ローカル変数を宣言できるようにします。
return ++x;	静的変数が増加され、増加された値が返されます。
int x = [](){... }()) int foo	デフォルトパラメータとしてラムダを受け取り、インクリメントされた静的変数を返す関数を定義します。
[]() { ... }	変数をキャプチャしない C++ のラムダ式構文。
int bar()	foo への 2 回の呼び出しの結果の合計を返す関数を定義します。
std::cout << foo() << foo();	foo への 2 つの呼び出しの結果を標準出力に出力します。
std::cout << bar();	bar 関数を使用した結果を標準出力に出力します。
int main()	メイン関数、プログラムのエントリポイント。
return 0;	ソフトウェアが正常に実行されたことを示します。

デフォルト引数の包括的な定義済みラムダ

提供されている C++ スクリプトは、デフォルトパラメーターでラムダを利用する方法と、ラムダが静的変数でどのように動作するかを示します。機能 foo は最初のスクリプトで定義されており、そのデフォルトの引数はラムダです。の存在 static int x = 0 このラムダでは、変数の値が x 呼び出し間で維持されます。ラムダが増える x 1 ずつ増加し、毎回新しい値を返します foo と呼ばれます。これは、呼び出し時に「11」ではなく「12」が表示される理由を説明しています。 foo() 二度で main()。呼び出しごとにデフォルトのパラメータが再評価されますが、 static 変数は値を一定に保ちます。

新しい機能を追加することで、 bar、それは呼び出します foo 2 回実行して結果を合計すると、2 番目のスクリプトでこの動作をさらに詳しく調べます。この例は、ラムダ内の静的変数がその後もどのように存在し続けるかを示しています。 foo 別の関数内で再度呼び出されます。結果「12」が示すように、ラムダの静的変数は予想どおり増加し続けます。これらの例は、デフォルト引数で使用された場合にラムダと静的変数がどのように相互作用するかを示すことで、C++ プログラミングにおけるラムダと静的変数のスコープと有効期間を理解することの重要性を強調しています。

デフォルト引数のコンテキストでのラムダ式の検査

C++ プログラミングの例

#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;
}

静的変数を使用したデフォルト引数での Lambda の動作の認識

C++ プログラミングの例

#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;
}

デフォルト引数ラムダ式の高度な理解

ラムダのキャプチャメカニズムは、ラムダをデフォルトパラメータで使用するときに知っておくべきもう 1 つの重要な点です。 C++ のラムダには、参照または値によってローカル変数をキャプチャする機能があります。ただし、ラムダは自己完結型関数であることを意図しているため、通常はデフォルトパラメーターのコンテキストで外部変数をキャッチしません。これは、ラムダ内の静的変数が維持する状態がラムダにとってローカルなだけであり、ラムダ外部の変数や状態の影響を受けないことを示しています。

特に、デフォルトパラメータでラムダを使用すると、コードが理解しにくくなり、保守が難しくなる可能性があります。これらのラムダの静的変数は予測どおりに動作する可能性がありますが、デフォルトの引数に静的変数が存在する場合、関数をデバッグしてその意図された用途を隠すことが困難になる可能性があります。その結果、デフォルトパラメーターを持つラムダが便利なツールである場合でも、読みやすさと将来のメンテナンスを容易にするために、ラムダの使用は控えめにし、コードでラムダの動作が完全に記述されていることを確認することが重要です。

デフォルトの引数のラムダに関する一般的な質問と回答

C++ では、ラムダ式とは何ですか?
周囲のスコープから変数を取得できる匿名関数オブジェクトは、ラムダ式と呼ばれます。
ラムダ内の静的変数の動作は何ですか?
ラムダの静的変数は関数呼び出し間でその値を保持し、呼び出し全体にわたって状態を保持します。
foo() を 2 回実行すると出力に「12」が表示されるのはなぜですか?
ラムダの静的変数は呼び出しごとに 1 ずつ増加するため、最初の呼び出しでは 1 が返され、2 番目の呼び出しでは 2 が返され、合計は「12」になります。
関数が呼び出されるたびに、デフォルトの引数が評価されますか?
はい、関数が呼び出されるたびに、そのデフォルトの引数が評価されますが、その中の静的変数の状態は保持されます。
外部変数はデフォルト引数のラムダによってキャプチャできますか?
ラムダは自己完結型になるように設計されているため、多くの場合、デフォルトパラメーター内の外部変数をキャッチしません。
デフォルトパラメータでラムダを使用するとどのような影響がありますか?
デフォルト引数でラムダを使用すると、コードが読みにくくなり、デバッグが複雑になる可能性があるため、慎重に使用する必要があります。
ラムダ型は、デフォルト引数で使用される場合、呼び出しごとに異なりますか?
いいえ、ラムダの型は同じままですが、ラムダ内の静的変数は呼び出し全体でその状態を保持します。
ラムダの静的変数がどのように動作するかを文書化するにはどうすればよいでしょうか?
読みやすく維持しやすいように、ラムダの静的変数がどのように動作するかを説明するコメントをコードに含めることが重要です。
デフォルトパラメータでラムダを利用するとどのように役立つでしょうか?
複雑なデフォルトのアクションを関数シグネチャ内で直接記述する簡潔な方法の 1 つは、デフォルトの引数でラムダを使用することです。

デフォルト引数のラムダ式の概要のコンパイル

C++ の例でデフォルトの引数として使用されているラムダは、関数呼び出し中に静的変数がどのようにステータスを保持するかを示しています。この静的状態が呼び出されるたびに、動作は一定で予測可能です。読みやすく再利用可能なコードを作成するには、特に関数パラメーターでラムダを使用する場合、この考え方を理解する必要があります。