ఫంక్టర్‌తో శ్రేణిని ప్రారంభించడం మరియు C++లో సూచన ద్వారా శ్రేణిని తీసుకోవడం కోసం చట్టపరమైన పరిశీలనలు

C++లో ఫంక్టర్-ఆధారిత అర్రే ఇనిషియలైజేషన్‌ను అర్థం చేసుకోవడం

C++లో, శ్రేణులను ప్రారంభించడం, ముఖ్యంగా డిఫాల్ట్-నిర్మించలేని రకాలను కలిగి ఉండటం కష్టం. మీరు డిఫాల్ట్ కన్‌స్ట్రక్టర్‌లు లేకుండా సంక్లిష్ట డేటా రకాలను సృష్టించాల్సిన అవసరం వచ్చినప్పుడు ఇది ప్రత్యేకంగా వర్తిస్తుంది. అటువంటి శ్రేణులను శ్రేణితో ప్రారంభించడానికి ఫంక్టర్‌లను ఉపయోగించడం ఒక ఆకర్షణీయమైన సాంకేతికత.

ప్రారంభించబడుతున్న శ్రేణితో పరస్పర చర్య చేయడానికి లాంబ్డా ఫంక్షన్‌ను ఫంక్టార్‌గా ఉపయోగించడం ఇక్కడ లక్ష్యం. శ్రేణి మూలకాలు అదనపు మూలకాలను ఉంచడం ద్వారా సృష్టించబడతాయి, సంక్లిష్టమైన లేదా భారీ డేటా సెట్‌లతో పని చేస్తున్నప్పుడు మీకు మరింత స్వేచ్ఛను ఇస్తాయి. ఈ విధానం ఇటీవలి C++ కంపైలర్‌లతో సరిగ్గా పని చేస్తున్నట్లు కనిపిస్తోంది, అయినప్పటికీ C++ ప్రమాణం ప్రకారం దాని చట్టబద్ధత అనిశ్చితంగా ఉంది.

ఈ విధంగా శ్రేణిని యాక్సెస్ చేయడంలోని చిక్కులను మూల్యాంకనం చేయడం చాలా కీలకం, అలాగే ఈ పరిష్కారం ఆబ్జెక్ట్ జీవితకాలం మరియు మెమరీ నిర్వహణ కోసం భాష యొక్క నియమాలకు కట్టుబడి ఉందా. శ్రేణిని ప్రారంభించే సమయంలో సూచన ద్వారా అందించబడిన ఫలితంగా, బహుశా నిర్వచించబడని ప్రవర్తన లేదా ప్రామాణిక ఉల్లంఘనలకు సంబంధించిన ఆందోళనలు సంభవిస్తాయి.

ఈ వ్యాసం ఈ సాంకేతికత యొక్క చట్టబద్ధతను పరిశోధిస్తుంది మరియు దాని ప్రాముఖ్యతను పరిశీలిస్తుంది, ముఖ్యంగా మారుతున్న C++ ప్రమాణాల వెలుగులో. మేము దీనిని ఇతర మార్గాలతో కూడా పోల్చి చూస్తాము, ఆచరణాత్మక ప్రయోజనాలు మరియు సంభావ్య లోపాలు రెండింటినీ హైలైట్ చేస్తాము.

ఆదేశం	ఉపయోగం యొక్క ఉదాహరణ
new (arr.data() + i)	ఇది ప్లేస్‌మెంట్ కొత్తది, ఇది గతంలో కేటాయించిన మెమరీ స్థలంలో వస్తువులను సృష్టిస్తుంది (ఈ ఉదాహరణలో, అర్రే బఫర్). డిఫాల్ట్ కన్స్ట్రక్టర్ లేని రకాలతో వ్యవహరించడానికి ఇది ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది మరియు ఆబ్జెక్ట్ బిల్డింగ్‌కు అవసరమైన మెమరీపై మీకు ప్రత్యక్ష నియంత్రణను ఇస్తుంది.
std::array<Int, 500000>	ఇది డిఫాల్ట్ కాని నిర్మాణాత్మక వస్తువుల యొక్క స్థిర-పరిమాణ శ్రేణిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, Int. వెక్టర్స్ వలె కాకుండా, శ్రేణులు డైనమిక్‌గా పరిమాణాన్ని మార్చలేవు, జాగ్రత్తగా మెమరీ నిర్వహణ అవసరం, ప్రత్యేకించి సంక్లిష్టమైన అంశాలతో ప్రారంభించినప్పుడు.
arr.data()	std::array యొక్క ముడి విషయాలకు సూచనను అందిస్తుంది. ఈ పాయింటర్ ప్లేస్‌మెంట్ న్యూ వంటి తక్కువ-స్థాయి మెమరీ ఆపరేషన్‌ల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది ఆబ్జెక్ట్ ప్లేస్‌మెంట్‌పై చక్కటి నియంత్రణను అందిస్తుంది.
auto gen = [](size_t i)	ఈ లాంబ్డా ఫంక్షన్ ఇండెక్స్ i ఆధారంగా విలువలతో పూర్ణాంక వస్తువును సృష్టిస్తుంది. లాంబ్డాస్ అనేవి అనామక ఫంక్షన్‌లు, ఇవి సాధారణంగా ప్రత్యేకమైన ఫంక్షన్‌లను నిర్వచించడం కంటే ఇన్‌లైన్‌లో ఫంక్షనాలిటీని ఎన్‌క్యాప్సులేట్ చేయడం ద్వారా కోడ్‌ను సులభతరం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.
<&arr, &gen>()	ఇది లాంబ్డా ఫంక్షన్‌లోని శ్రేణి మరియు జనరేటర్ రెండింటినీ సూచిస్తుంది, కాపీ చేయకుండా వాటిని యాక్సెస్ చేయడానికి మరియు సవరించడానికి అనుమతిస్తుంది. పెద్ద డేటా స్ట్రక్చర్‌లలో సమర్థవంతమైన మెమరీ నిర్వహణకు రిఫరెన్స్ క్యాప్చర్ కీలకం.
for (std::size_t i = 0; i < arr.size(); i++)	ఇది పెద్ద శ్రేణి పరిమాణాల కోసం పోర్టబిలిటీ మరియు ఖచ్చితత్వాన్ని అందించే std::size_tతో శ్రేణి సూచికల అంతటా లూప్. ఇది భారీ డేటా స్ట్రక్చర్‌లతో పని చేస్తున్నప్పుడు ప్రామాణిక పూర్ణాంక రకాలతో సంభవించే ఓవర్‌ఫ్లోలను నిరోధిస్తుంది.
std::cout << i.v	శ్రేణిలోని ప్రతి Int ఆబ్జెక్ట్ యొక్క v మెంబర్ విలువను అందిస్తుంది. std::array వంటి నిర్మాణాత్మక కంటైనర్‌లో అల్పమైన, వినియోగదారు నిర్వచించిన రకాలలో నిల్వ చేయబడిన నిర్దిష్ట డేటాను ఎలా తిరిగి పొందాలో ఇది చూపుతుంది.
std::array<Int, 500000> arr = [&arr, &gen]	ఈ నిర్మాణం లాంబ్డా ఫంక్షన్‌కు కాల్ చేయడం ద్వారా శ్రేణిని ప్రారంభిస్తుంది, ఇది డిఫాల్ట్ కన్‌స్ట్రక్టర్‌లపై ఆధారపడకుండా మెమరీ నిర్వహణ మరియు మూలకం ఉత్పత్తి వంటి నిర్దిష్ట ప్రారంభ లాజిక్‌ను వర్తింపజేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.

C++లో ఫంక్టర్‌లతో అర్రే ఇనిషియలైజేషన్‌ని అన్వేషిస్తోంది

మునుపటి స్క్రిప్ట్‌లు C++లో నాన్-డిఫాల్ట్-కన్‌స్ట్రక్టబుల్ శ్రేణిని ప్రారంభించేందుకు ఫంక్‌టర్‌ను ఉపయోగిస్తాయి. నిర్దిష్ట వాదనలు లేకుండా ప్రారంభించలేని సంక్లిష్ట రకాలను మీరు సృష్టించాల్సిన అవసరం వచ్చినప్పుడు ఈ పద్ధతి ప్రత్యేకంగా ఉపయోగపడుతుంది. మొదటి స్క్రిప్ట్‌లో, Int తరగతి యొక్క ఉదాహరణలను సృష్టించడానికి లాంబ్డా ఫంక్షన్ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ముందుగా కేటాయించిన మెమరీలో శ్రేణి సభ్యులను ప్రారంభించేందుకు కొత్త ప్లేస్‌మెంట్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది డిఫాల్ట్ కన్స్ట్రక్టర్ల వినియోగాన్ని నివారించడానికి డెవలపర్‌లను అనుమతిస్తుంది, ఇది ప్రారంభ సమయంలో పారామితులు అవసరమయ్యే రకాలతో పని చేస్తున్నప్పుడు ముఖ్యమైనది.

ఈ విధానంలో ఒక కీలకమైన భాగం ప్లేస్‌మెంట్ కొత్తది, మెమరీలో ఆబ్జెక్ట్ ప్లేస్‌మెంట్‌పై మానవ నియంత్రణను అనుమతించే అధునాతన C++ ఫీచర్. arr.data() ఉపయోగించి, శ్రేణి యొక్క అంతర్గత బఫర్ యొక్క చిరునామా పొందబడుతుంది మరియు ఆబ్జెక్ట్‌లు నేరుగా మెమరీ చిరునామాల వద్ద నిర్మించబడతాయి. ఈ వ్యూహం ప్రభావవంతమైన మెమరీ నిర్వహణను నిర్ధారిస్తుంది, ప్రత్యేకించి భారీ శ్రేణులతో పని చేస్తున్నప్పుడు. అయినప్పటికీ, మెమొరీ లీక్‌లను నివారించడానికి జాగ్రత్త వహించాలి, ఎందుకంటే కొత్త ప్లేస్‌మెంట్ ఉపయోగించినట్లయితే వస్తువులను మాన్యువల్‌గా నాశనం చేయడం అవసరం.

లాంబ్డా ఫంక్షన్ శ్రేణి మరియు జనరేటర్ రెండింటినీ సూచన (&arr, &gen) ద్వారా క్యాచ్ చేస్తుంది, ఇది ఫంక్షన్‌ను దాని ప్రారంభ సమయంలో నేరుగా శ్రేణిని మార్చడానికి అనుమతిస్తుంది. పెద్ద డేటాసెట్‌లతో పనిచేసేటప్పుడు ఈ పద్ధతి చాలా కీలకం ఎందుకంటే ఇది పెద్ద నిర్మాణాలను కాపీ చేసే ఓవర్‌హెడ్‌ను తొలగిస్తుంది. లాంబ్డా ఫంక్షన్‌లోని లూప్ శ్రేణి అంతటా పునరావృతమవుతుంది, జనరేటర్ ఫంక్షన్‌తో కొత్త Int ​​ఆబ్జెక్ట్‌లను సృష్టిస్తుంది. ఇది శ్రేణిలోని ప్రతి మూలకం ఇండెక్స్ ఆధారంగా తగిన విధంగా ప్రారంభించబడిందని నిర్ధారిస్తుంది, ఈ పద్ధతిని వివిధ రకాల శ్రేణులకు అనుకూలించేలా చేస్తుంది.

ప్రతిపాదిత విధానం యొక్క అత్యంత ఆసక్తికరమైన అంశాలలో ఒకటి C++, ముఖ్యంగా C++14 మరియు C++17 యొక్క వివిధ వెర్షన్‌లతో దాని సంభావ్య అనుకూలత. C++17 ఈ పరిష్కారం యొక్క సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరిచే rvalue సెమాంటిక్స్‌ని జోడించినప్పటికీ, ప్లేస్‌మెంట్ కొత్త మరియు డైరెక్ట్ మెమరీ యాక్సెస్ టెక్నిక్‌ల వినియోగం పాత C++ ప్రమాణాలలో కూడా చెల్లుబాటు అయ్యేలా చేయవచ్చు. ఏది ఏమైనప్పటికీ, డెవలపర్‌లు ఈ పద్ధతి యొక్క పరిణామాలను పూర్తిగా గ్రహించారని నిర్ధారించుకోవాలి, ఎందుకంటే పేలవమైన మెమరీ నిర్వహణ నిర్వచించబడని ప్రవర్తన లేదా మెమరీ అవినీతికి దారితీయవచ్చు. ఇతర పరిష్కారాలు, std::index_sequence, అమలు పరిమితుల కారణంగా విఫలమైనప్పుడు ఈ విధానం ఉపయోగపడుతుంది.

#include <cstddef>
#include <utility>
#include <array>
#include <iostream>

struct Int {
    int v;
    Int(int v) : v(v) {}
};

int main() {
    auto gen = [](size_t i) { return Int(11 * (i + 1)); };
    std::array<Int, 500000> arr = [&arr, &gen]() {
        for (std::size_t i = 0; i < arr.size(); i++)
            new (arr.data() + i) Int(gen(i));
        return arr;
    }();

    for (auto i : arr) {
        std::cout << i.v << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
    return 0;
}

#include <cstddef>
#include <array>
#include <iostream>

struct Int {
    int v;
    Int(int v) : v(v) {}
};

int main() {
    auto gen = [](size_t i) { return Int(11 * (i + 1)); };
    std::array<Int, 500000> arr;

    [&arr, &gen]() {
        for (std::size_t i = 0; i < arr.size(); i++)
            new (&arr[i]) Int(gen(i));
    }();

    for (const auto& i : arr) {
        std::cout << i.v << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
}

ఫంక్షన్‌లను ఉపయోగించి అర్రే ఇనిషియలైజేషన్‌లో అధునాతన పరిగణనలు

C++లో, నాన్-డిఫాల్ట్ కన్‌స్ట్రక్టబుల్ రకాలతో పెద్ద శ్రేణులను ప్రారంభించడంలో అత్యంత క్లిష్టమైన అంశాలలో ఒకటి, భాష యొక్క ఆబ్జెక్ట్ జీవితకాల పరిమితులకు కట్టుబడి ఉన్నప్పుడు సమర్థవంతమైన మెమరీ నిర్వహణను నిర్ధారించడం. ఈ సందర్భంలో, సూచన ద్వారా శ్రేణిని ప్రారంభించేందుకు ఒక ఫంక్టర్‌ను ఉపయోగించడం ఒక ప్రత్యేక పరిష్కారాన్ని అందిస్తుంది. ఈ పద్ధతి, అసాధారణమైనప్పటికీ, డెవలపర్‌లకు ఆబ్జెక్ట్ ఫార్మేషన్‌పై చక్కటి నియంత్రణను అందిస్తుంది, ప్రత్యేకించి ప్రారంభ సమయంలో వాదనలు అవసరమయ్యే అనుకూల రకాలతో పని చేస్తున్నప్పుడు. జీవితకాల నిర్వహణను అర్థం చేసుకోవడం చాలా ముఖ్యం, ఎందుకంటే దాని ప్రారంభ సమయంలో శ్రేణిని యాక్సెస్ చేయడం తప్పుగా చేసినట్లయితే నిర్వచించబడని ప్రవర్తనకు దారి తీస్తుంది.

C++17లో rvalue సూచనల ఆగమనం పెద్ద డేటా నిర్మాణాలను ప్రారంభించడంలో సౌలభ్యాన్ని పెంచింది, ప్రతిపాదిత సాంకేతికతను మరింత వాస్తవికంగా చేసింది. భారీ శ్రేణులతో పని చేస్తున్నప్పుడు, rvalue సెమాంటిక్స్ తాత్కాలిక వస్తువులను కాపీ చేయకుండా తరలించడానికి అనుమతిస్తుంది, సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది. అయినప్పటికీ, మునుపటి C++ ప్రమాణాలలో, డబుల్ నిర్మాణం మరియు అనుకోకుండా మెమరీ ఓవర్‌రైట్‌ల వంటి సమస్యలను నివారించడానికి జాగ్రత్తగా మెమరీ హ్యాండ్లింగ్ అవసరం. కొత్త ప్లేస్‌మెంట్‌ని ఉపయోగించడం వల్ల చక్కటి నియంత్రణను అందిస్తుంది, అయితే ఇది డెవలపర్‌పై మాన్యువల్ విధ్వంసం యొక్క భారాన్ని మోపుతుంది.

ఫంక్షన్‌లతో శ్రేణులను ప్రారంభించేటప్పుడు పరిగణించవలసిన మరో ముఖ్యమైన అంశం ఆప్టిమైజేషన్ యొక్క అవకాశం. శ్రేణిని సూచన ద్వారా సంగ్రహించడం ద్వారా, మేము అనవసరమైన కాపీలను నివారిస్తాము, మెమరీ ఫుట్‌ప్రింట్‌ను తగ్గిస్తాము. టెంప్లేట్ ఇన్‌స్టాంటియేషన్ పరిమితులను కలిగి ఉన్న std::index_sequence వంటి ఇతర టెక్నిక్‌ల వలె కాకుండా, పెద్ద డేటా సెట్‌లతో కూడా ఈ పద్ధతి బాగా పెరుగుతుంది. ఈ మెరుగుదలలు మెమరీ సామర్థ్యాన్ని సంక్లిష్టతతో మిళితం చేసే విధంగా డిఫాల్ట్-నిర్మించలేని రకాలను నిర్వహించడానికి ఫంక్టార్-ఆధారిత విధానాన్ని ఆకర్షణీయంగా చేస్తాయి.

1. ఉపయోగించడం వల్ల ప్రయోజనం ఏమిటి శ్రేణి ప్రారంభించడం కోసం?
2. మెమరీలో ఆబ్జెక్ట్‌లు ఎక్కడ నిర్మించబడతాయనే దానిపై ఖచ్చితమైన నియంత్రణను అనుమతిస్తుంది, ఇది ప్రత్యేక ప్రారంభీకరణ అవసరమయ్యే నాన్-డిఫాల్ట్ నిర్మాణాత్మక రకాలతో పని చేస్తున్నప్పుడు అవసరం.
3. శ్రేణిని ప్రారంభించే సమయంలో దాన్ని యాక్సెస్ చేయడం సురక్షితమేనా?
4. నిర్వచించబడని ప్రవర్తనను నివారించడానికి, శ్రేణిని ప్రారంభించేటప్పుడు దాన్ని యాక్సెస్ చేస్తున్నప్పుడు మీరు జాగ్రత్తగా ఉండాలి. ఫంక్టార్-ఆధారిత ఇనిషియలైజేషన్ విషయంలో, శ్రేణిని ఫంక్టార్‌లో ఉపయోగించే ముందు పూర్తిగా కేటాయించబడిందని నిర్ధారించుకోండి.
5. C++17లోని rvalue సెమాంటిక్స్ ఈ విధానాన్ని ఎలా మెరుగుపరుస్తుంది?
6. C++17 తాత్కాలిక వస్తువులను కాపీ చేయడం కంటే వాటిని మార్చడం ద్వారా మరింత సమర్థవంతమైన మెమరీ వినియోగాన్ని అనుమతిస్తుంది, ఇది పెద్ద శ్రేణులను ప్రారంభించేటప్పుడు ప్రత్యేకంగా ఉపయోగపడుతుంది.
7. ఈ పరిష్కారంలో సూచన ద్వారా సంగ్రహించడం ఎందుకు ముఖ్యమైనది?
8. సూచన ద్వారా శ్రేణిని సంగ్రహించడం () లాంబ్డా లేదా ఫంక్టర్ లోపల చేసే మార్పులు తక్షణమే అసలు శ్రేణిని ప్రభావితం చేసేలా నిర్ధారిస్తుంది, కాపీ చేయడం వల్ల అధిక మెమరీ ఓవర్‌హెడ్‌ను నివారించవచ్చు.
9. C++ యొక్క మునుపటి సంస్కరణలతో ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించవచ్చా?
10. అవును, ఈ విధానం C++14 మరియు మునుపటి ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది, అయితే rvalue సెమాంటిక్స్‌కు మద్దతు లేదు కాబట్టి మెమరీ నిర్వహణ మరియు ఆబ్జెక్ట్ జీవితకాలంతో అదనపు జాగ్రత్తలు తీసుకోవాలి.

అర్రే ఇనిషియలైజేషన్ కోసం ఫంక్టర్ యొక్క ఉపయోగం నాన్-డిఫాల్ట్-నిర్మించదగిన రకాలను నిర్వహించడానికి ఒక ఆచరణాత్మక మార్గాన్ని అందిస్తుంది. అయినప్పటికీ, ఇది మెమరీ మరియు శ్రేణి జీవితకాలాన్ని జాగ్రత్తగా నిర్వహించడం అవసరం, ప్రత్యేకించి కొత్త ప్లేస్‌మెంట్ వంటి అధునాతన ఫీచర్‌లను ఉపయోగించినప్పుడు.

ఈ విధానం అనేక పరిస్థితులలో చెల్లుబాటు అవుతుంది మరియు GCC మరియు క్లాంగ్ వంటి ఆధునిక C++ కంపైలర్‌లు దీనిని ఇబ్బంది లేకుండా నిర్వహిస్తాయి. అసలు సవాలు ఏమిటంటే ఇది ప్రమాణానికి అనుగుణంగా ఉందని నిర్ధారిస్తుంది, ముఖ్యంగా బహుళ C++ వెర్షన్‌లలో. ఈ సూక్ష్మ నైపుణ్యాలను అర్థం చేసుకోవడం పనితీరు మరియు భద్రతకు కీలకం.