识别 C++ 默认参数中的 Lambda 行为

识别 C++ 默认参数中的 Lambda 行为
识别 C++ 默认参数中的 Lambda 行为
Arthur Petit
2024年9月18日星期三 下午10:07:57

探索默认函数参数中的 Lambda 表达式

在 C++ 中，lambda 提供了一种强大且适应性强的方法来定义匿名函数。当用作默认参数时，它们可能会在函数定义中引入额外的复杂性。本文探讨了默认参数中声明的 lambda 的处理是否会因每次函数调用而有所不同。

我们将研究一个特定的示例来演示这个想法，并讨论在此类 lambda 中使用静态变量的后果。我们可以通过理解 C++ 标准来解释该行为并回答有关该主题的常见问题。

命令 描述
static int x = 0; 使 lambda 能够声明静态局部变量，以便在调用之间进行状态维护。
return ++x; 静态变量增加，并返回增加的值。
int x = [](){... }()) int foo 定义一个函数，该函数采用 lambda 作为默认参数并返回一个递增的静态变量。
[]() { ... } C++ 中的 Lambda 表达式语法，无需捕获任何变量。
int bar() 定义一个函数，返回两次调用 foo 的结果的总和。
std::cout << foo() << foo(); 将两次调用 foo 的结果打印到标准输出。
std::cout << bar(); 将使用 bar 函数的结果打印到标准输出。
int main() main函数，程序的入口点。
return 0; 表明软件运行成功。

默认参数中全面定义的 Lambda

提供的 C++ 脚本展示了如何在默认参数中使用 lambda 以及它们如何处理静态变量。功能 foo 在第一个脚本中定义，其默认参数是 lambda。存在一个 static int x = 0 在这个 lambda 中保证变量的值 x 在调用之间保持。拉姆达增加 x 加一并每次返回新值 foo 被称为。这解释了为什么调用时打印“12”而不是“11” foo() 两次 main()。每次调用都会重新评估默认参数，但是 static 变量保持其值不变。

通过添加新功能， bar，这称为 foo 两次并对结果求和，第二个脚本更深入地研究了这种行为。此示例演示了 lambda 中的静态变量如何在之后继续存在 foo 在另一个函数中再次调用。 lambda 的静态变量按预期继续增加，如结果“12”所示。这些示例通过演示在默认参数中使用 lambda 和静态变量时如何交互，强调了理解 C++ 编程中 lambda 和静态变量的范围和生命周期的重要性。

在默认参数的上下文中检查 lambda 表达式

C++ 编程示例

#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;
}

使用静态变量识别默认参数中的 Lambda 行为

C++ 编程示例

#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;
}

对默认参数 Lambda 表达式的高级理解

lambda 的捕获机制是在使用默认参数时需要了解的另一个关键事项。 C++ 中的 Lambda 能够通过引用或值捕获局部变量。但是，由于 lambda 是一个自包含函数，因此它通常不会捕获默认参数上下文中的任何外部变量。这表明 lambda 内部的静态变量所维护的状态只是 lambda 的本地状态，不受其外部的变量或状态的影响。

值得注意的是，在默认参数中使用 lambda 可能会导致代码更难以理解且更难以维护。这些 lambda 中的静态变量的行为可以预测，但当它们出现在默认参数中时，调试函数并隐藏其预期用途可能会很困难。因此，尽管具有默认参数的 lambda 可能是一个有用的工具，但谨慎使用它们并确保代码完全描述其行为以促进可读性和将来的维护至关重要。

有关默认参数 Lambda 的常见问题和响应

  1. 在 C++ 中，什么是 lambda 表达式？
  2. 能够从其周围范围捕获变量的匿名函数对象称为 lambda 表达式。
  3. lambda 中静态变量的行为是什么？
  4. lambda 的静态变量在函数调用之间保存其值，从而在调用期间保留状态。
  5. 为什么执行 foo() 两次会导致输出打印“12”？
  6. 由于 lambda 的静态变量每次调用都会增加 1，因此第一次调用返回 1，第二次调用返回 2，总计为“12”。
  7. 每次调用函数时，都会评估默认参数吗？
  8. 是的，每次调用函数时，都会评估其默认参数，但保留其中静态变量的状态。
  9. 默认参数中的 lambda 表达式可以捕获外部变量吗？
  10. 由于 lambda 被设计为独立的，因此它们通常不会捕获默认参数中的外部变量。
  11. 在默认参数中使用 lambda 会产生什么影响？
  12. 在默认参数中使用 lambda 可能会影响代码的可读性并使调试复杂化，因此应谨慎使用它们。
  13. 当在默认参数中使用 lambda 类型时，每次调用是否都不同？
  14. 不，lambda 类型保持不变，但其中的静态变量在调用之间保留其状态。
  15. 如何记录 lambda 静态变量的行为方式？
  16. 为了更容易阅读和维护，在代码中包含描述 lambda 中静态变量行为方式的注释至关重要。
  17. 在默认参数中使用 lambda 有何帮助？
  18. 在函数签名中描述复杂默认操作的一种简洁方法是在默认参数中使用 lambda。

编译默认参数的 Lambda 表达式摘要

C++ 示例中用作默认参数的 lambda 展示了静态变量如何在函数调用期间保持其状态。每次调用此静态状态时，行为都是恒定且可预测的。编写可读且可重用的代码需要理解这个想法，特别是在函数参数中使用 lambda 时。