Скотт Мейерс - Эффективный и современный С++. 42 рекомендации по использованию С++11 и С++14

Дополнительным недостатком режимов захвата по умолчанию является то, что они могут предполагать самодостаточность соответствующих замыканий и их изолированность от изменений внешних данных. В общем случае это не так, поскольку лямбда-выражения могут зависеть не только от локальных переменных и параметров (которые могут быть захвачены), но и от объектов со статическим временем хранения . Такие объекты определены в глобальной области видимости или области видимости пространства имен или объявлены как staticвнутри классов, функций или файлов. Эти объекты могут использоваться внутри лямбда-выражений, но не могут быть захвачены. Тем не менее спецификация режима захвата по умолчанию может создать именно такое впечатление. Рассмотрим преобразованную версию функции addDivisorFilter, с которой мы встречались ранее:

void addDivisorFilter() {

staticauto calc1

= computeSomeValue1() ; // Статический

staticauto calc2

= computeSomeValue2(); // Статический

staticauto divisor= // Статический

computeDivisor(calc1, calc2);

filters.emplace_back(

[=](int value) // Ничего не захватывает

{ return value % divisor== 0; } // Ссылка на статическую

); // переменную

++divisor; // Изменение divisor

}

Случайный читатель этого кода может быть прощен за то, что, видя [=], может подумать “Отлично, лямбда-выражение делает копию всех объектов, которые использует, и поэтому оно является самодостаточным”. Но это не так. Это лямбда-выражение не использует никакие нестатические локальные переменные, поэтому ничего не захватывается. Вместо этого код лямбда-выражения обращается к статической переменной divisor. Когда в конце каждого вызова addDivisorFilterвыполняется увеличение divisor, все лямбда-выражения, которые были добавлены в filtersс помощью данной функции, будут демонстрировать новое поведение (соответствующее новому значению divisor). С практической точки зрения это лямбда-выражение захватывает divisorпо ссылке, а это выглядит противоречащим объявленному захвату по умолчанию по значению. Если держаться подальше от захвата по умолчанию по значению, можно уменьшить риск неверного понимания такого кода.

• Захват по умолчанию по ссылке может привести к висячим ссылкам.

• Захват по умолчанию по значению восприимчив к висячим указателям (особенно к this) и приводит к ошибочному предположению о самодостаточности лямбда-выражений.

Иногда ни захват по значению, ни захват по ссылке не является тем, что вы хотите. Если у вас имеется объект, который можно только перемещать (например, std::unique_ptrили std::future) и который вы хотите передать замыканию, С++11 не предлагает вам никакого способа для этого. Если у вас есть объект, который гораздо дешевле переместить, чем копировать (например, большинство контейнеров стандартной библиотеки), и вы хотели бы передать его в замыкание, то гораздо эффективнее переместить его, чем копировать. И вновь С++11 не предоставляет вам способа сделать это.

Но только C++11. С++14 — совершенно другая история. Он предлагает непосредственную поддержку перемещения объектов в замыкания. Если ваш компилятор соответствует стандарту С++14, радуйтесь и читайте дальше. Если же вы работаете с компиляторами С++11, вы тоже должны радоваться и читать дальше — потому что и в С++11 имеются способы приблизиться к перемещающему захвату.

Отсутствие перемещающего захвата было признано недостатком даже при принятии C++11. Казалось бы, простейшим путем было его добавление в С++14, но Комитет по стандартизации пошел иным путем. Он добавил новый механизм, который настолько гибкий, что захват путем перемещения является всего лишь одним из вариантов его работы. Новая возможность называется инициализирующим захватом (init capture). Он может делать почти все, что могут делать захваты в С++11, и еще многое. Единственное, что нельзя выразить с помощью инициализирующего захвата (и от чего, как поясняется

в разделе 6.1, вам надо держаться подальше), — это режим захвата по умолчанию. (Для ситуаций, охватываемых захватами С++11, инициализирующий захват несколько многословнее, так что там, где справляется захват С++11, совершенно разумно использовать именно его.)

Применение инициализирующего захвата делает возможным указать

1. имя члена-данныхв классе замыкания, сгенерированном из лямбда-выражения, и

2. выражение инициализацииэтого члена-данных.

Вот как можно использовать инициализирующий захват для перемещения std::unique_ptrв замыкание:

class Widget{ // Некоторый полезный тип

public:

…

bool isValidated() const;

bool isProcessed() const;

bool isArchived() const;

private:

…

};

auto pw =

std::make_unique(); // Создание Widget;

// std::make_unique

// см. в разделе 4.4

… // Настройка *pw

auto func = [ pw = std::move(pw)] // Инициализация члена

{ return pw->isValidated() // в замыкании с помощью

&& pw->isArchived(); }; // std::move(pw)

Выделенный текст представляет собой инициализирующий захват. Слева от знака равенства =находится имя члена-данных в классе замыкания, который вы определяете, а справа — инициализирующее выражение. Интересно, что область видимости слева от “ =” отличается от области видимости справа. Область видимости слева — это область видимости класса замыкания. Область видимости справа — та же, что и определяемого лямбда-выражения. В приведенном выше примере имя pw слева от =ссылается на члены-данные в классе замыкания, в то время как имя pwсправа ссылается на объект, объявленный выше лямбда-выражения, т.e. на переменную, инициализированную вызовом std::make_unique. Так что “ pw = std::move(pw)” означает “создать член-данные pwв замыкании и инициализировать этот член-данные результатом применения std::moveк локальной переменной pw”.

Как обычно, код в теле лямбда-выражения находится в области видимости класса замыкания, так что использованные в нем pw относятся к члену-данным класса замыкания.

Комментарий “настройка *pw” в этом примере указывает, что после создания Widgetс помощью std::make_uniqueи до того, как интеллектуальный указатель std::unique_ptrна этот Widgetбудет захвачен лямбда-выражением, Widgetнекоторым образом модифицируется. Если такая настройка не нужна, т.e. если объект Widget, созданный с помощью std::make_unique, находится в состоянии, пригодном для захвата лямбда-выражением, локальная переменная pw не нужна, поскольку член-данные класса замыкания может быть непосредственно инициализирован с помощью std::make_unique: