Параллельное программирование на С++ в действии. Практика разработки многопоточных программ - [158]

, но обязательно, если тело более сложное. Для задания типа возвращаемого значения нужно поставить после списка параметров функции стрелку (->), а за ней указать тип. Если лямбда-функция не имеет параметров, то список параметров (пустой) все равно необходим, иначе задать тип возвращаемого значения невозможно. Таким образом, предикат, проверяемый условной переменной, можно записать так:

cond.wait(lk, []()->bool{ return data_ready; });

Лямбда-функции с явно заданным типом возвращаемого значения можно использовать, например, для записи сообщений в журнал или для более сложной обработки:

cond.wait(lk, []()->bool {
 if (data_ready) {
  std::cout << "Данные готовы" << std::endl;
  return true;
 } else {
  std::cout <<
   "Данные не готовы, продолжаю ждать" << std::endl;
  return false;
 }
});

Даже такие простые лямбда-функции весьма полезны и существенно упрощают код, но их истинная мощь проявляется, когда требуется запомнить локальные переменные.

A.5.1. Лямбда-функции, ссылающиеся на локальные переменные

Лямбда-функции с лямбда-интродуктором вида [] не могут ссылаться на локальные переменные из объемлющей области видимости; им разрешено использовать только глобальные переменные и то, что передано в параметрах. Чтобы получить доступ к локальной переменной, ее нужно захватить (capture). Проще всего захватить все переменные в локальной области видимости, указав лямбда-интродуктор вида [=]. Теперь лямбда-функция может получить доступ к копиям локальных переменных на тот момент, когда эта функция была создана.

Рассмотрим этот механизм на примере следующей простой функции:

std::function make_offseter(int offset) {
 return [=](int j){return offset+j;};
}

При каждом вызове make_offseter с помощью обертки std::function<> создается новый содержащий лямбда-функцию объект. Возвращенная функция добавляет указанное смещение к любому переданному ей параметру. Например, следующая программа

int main() {
 std::function offset_42 = make_offseter(42);
 std::function offset_123 = make_offseter(123);
 std::cout <<
  offset_42(12) << "," << offset_123(12) << std::endl;
 std::cout <<
  offset_42(12) << "," << offset_123(12) << std::endl;
}

два раза выведет числа 54, 135, потому что функция, возвращенная после первого обращения к make_offseter, всегда добавляет 42 к переданному ей аргументу Напротив, функция, возвращенная после второго обращения к make_offseter, добавляет к своему аргументу 123. Это самый безопасный вид захвата локальных переменных — все значения копируются, поэтому лямбда-функцию можно вернуть и вызывать вне контекста функции, в которой она была создана. Но это не единственно возможное решение, можно захватывать локальные переменные и по ссылке. В таком случае попытка вызвать лямбда-функцию после того, как переменные, на которые указывают ссылки, были уничтожены в результате выхода из области видимости объемлющей их функции или блока, приведёт к неопределённому поведению, точно так же, как обращение к уничтоженной переменной в любом другом случае.

Лямбда-функция, захватывающая все локальные переменные по ссылке, начинается интродуктором [&]:

int main() {

 int offset = 42;                ←(1)

 std::function offset_a =

  [&](int j){return offset + j;};←(2)

 offset = 123;                   ←(3)

 std::function offset_b =

  [&](int j){return offset + j;};←(4)

 std::cout <<

  offset_a(12) << "," << offset_b(12) << std::endl; ←(5)

 offset = 99;                                       ←(6)

 std::cout <<

  offset_a(12) << "," << offset_b(12) << std::endl; ←(7)

}

Если функция make_offseter из предыдущего примера захватывала копию смещения offset, то функция offset_a в этом примере, начинающаяся интродуктором [&], захватывает offset по ссылке (2). Неважно, что начальное значение offset было равно 42 (1); результат вызова offset_a(12) зависит от текущего значения offset. Значение offset было изменено на 123 (3) перед порождением второй (идентичной) лямбда-функции offset_b(4), но эта вторая функция снова производит захват по ссылке, поэтому результат, как и прежде, зависит от текущего значения offset.

Теперь при печати первой строки (5), offset всё еще равно 123, поэтому печатаются числа 133, 135. Однако к моменту печати второй строки (7)offset стало равно 99 (6), поэтому печатается 111, 111. И offset_a, и offset_b прибавляют текущее значение offset (99) к переданному аргументу (12).

Но ведь это С++, поэтому вам не обязательно выбирать между всем или ничем; вполне можно захватывать одни переменные по значению, а другие по ссылке. Более того, можно даже указывать, какие именно переменные захватить. Нужно лишь изменить лямбда-интродуктор. Если требуется скопировать все видимые переменные, кроме одной-двух, то воспользуйтесь интродуктором [=], но после знака равенства перечислите переменные, захватываемые по ссылке, предпослав им знаки амперсанда. В следующем примере печатается 1239, потому что переменная i копируется в лямбда-функцию, a j и k захватываются по ссылке:

int main() {
 int i=1234, j=5678, k=9;
 std::function f=[=,&j,&k] {return i+j+k;};