Обратные вызовы в C++ - [11]
Поясним сказанное на примере. Напишем маленькую простую программу, которая считывает из консоли два числа, складывает их и результат выводит на экран (Листинг 19).
>#include
>int Calculate(int a, int b)
>{
> return a + b;
>}
>int main()
>{
> int a, b;
> std::cin >> a >> b;
> int result = Calculate(a, b);
> std::cout << result;
>}
Откомпилируем код с выключенной оптимизацией и запустим на выполнение. Посмотрим дизассемблерный участок кода 11, в котором производится вызов функции (Листинг 20):
>int Calculate(int a, int b)
>{
>00007FF6DA741005 and al,8 // 1
>return a + b;
>00007FF6DA741008 mov eax,dword ptr [b] // 2
>00007FF6DA74100C mov ecx,dword ptr [a] // 3
>00007FF6DA741010 add ecx,eax // 4
>00007FF6DA741012 mov eax,ecx // 5
>}
>00007FF6DA741014 ret // 6
>int main()
>{
>…….
>int result = Calculate(a, b);
>00007FF6DA741053 mov edx,dword ptr [b] // 7
>00007FF6DA741057 mov ecx,dword ptr [a] // 8
>00007FF6DA74105B call Calculate (07FF6DA741000h) // 9
>00007FF6DA741060 mov dword ptr [result],eax // 10
>…….
В строках 7 и 8 введенные значения a и b сохраняются в регистрах. В строке 9 выполняется вызов функции. В строке 1 выполняется обнуление результата, в строках 2 и 3 переданные значения копируются в регистры, в строке 4 выполняется сложение, в строке 5 результат копируется обратно в регистр, в строке 6 выполняется выход из функции, в строке 10 результат вычисления функции копируется в переменную результата.
Теперь включим оптимизацию, откомпилируем и посмотрим на код (Листинг 21):
>int main()
>{
>…….
>int result = Calculate(a, b);
>00007FF7D5B11033 mov edx,dword ptr [b]
>00007FF7D5B11037 add edx,dword ptr [a]
Как видим, для вычислений у нас всего две операции: запись в регистр значения b и добавление к нему значения a. Код встроен в поток выполнения, вызов функции не производится. Ощутимая разница, не правда ли?
2.5. Лямбда-выражение
2.5.1. Концепция
Лямбда-выражение12 – это локальная неименованная функция, которая, подобно обычной функции, может принимать входные параметры и возвращать результат. Особенностью лямбда-выражений, отличающих их от обычных функций, является возможность захвата переменных.
Графическое изображение обратного вызова с помощью лямбда-выражения представлено на Рис. 15. Исполнитель реализуется в виде какой-либо исполняемой функции, в качестве которой могут выступать глобальная функция, статический метод класса, метод-член класса, перегруженный оператор. Код обратного вызова упаковывается в лямбда-выражение, в качестве контекста выступают захваченные переменные. При настройке лямбда-выражение как аргумент сохраняется в инициаторе. Инициатор осуществляет обратный вызов посредством вызова хранимого выражения, передавая ему требуемую информацию. Контекст здесь передавать не нужно, поскольку внутри тела лямбда-выражения доступны все захваченные переменные.
Рис. 15. Реализация обратного вызова с помощью лямбда-выражения
2.5.2. Инициатор
Как хранить и передавать лямбда-выражение как аргумент? Если оно не захватывает переменные, то стандарт допускает неявное преобразование лямбда-выражения к указателю на функцию. В этом случае реализация инициатора полностью совпадает с рассмотренной в 2.1. Однако использование лямбда-выражений без захвата переменных не дает никакого преимущества по сравнению с обычной функцией, использовать их в таком виде не имеет смысла.
Другое дело, когда лямбда-выражение осуществляет захват переменных, в этом случае мы получаем мощный и гибкий инструмент управления контекстом. Однако использование таких выражений в качестве аргумента вызывает определенные сложности. Связано это с тем, что тип лямбда-выражения является анонимным. Как следствие, имя типа нам неизвестно, и мы не можем просто объявить переменную нужного типа и присвоить ей лямбда-выражение, как это происходит, например, с указателями или классами. Решается указанная проблема с помощью шаблонов, что будет рассмотрено позже в соответствующих главах. Забегая вперед, отметим, что для хранения лямбда-выражений можно объявлять шаблон с параметром – типом лямбда-выражения (п. 4.4.2) либо использовать специальные классы библиотеки STL (п. 4.6.1).
2.5.3. Исполнитель
Исполнитель реализовывается в виде лямбда-выражения, а передача его как аргумента инициатору зависит от способа реализации последнего. Если исполнитель реализован в виде шаблона класса (п. 4.4.2), лямбда-выражение должно присваиваться в конструкторе класса. В случае использования классов STL (п. 4.5.1) лямбда-выражение передается подобно любому другому аргументу. Подробно эти вопросы рассматриваются в разделе 4, посвященном использованию шаблонов.
2.5.4. Синхронный вызов
Инициатор для синхронного вызова с лямбда-выражением реализуется в виде шаблонной функции, параметром шаблона выступает тип аргумента. Подробно этот вопрос рассмотрен в п. 4.2.1.
