c++ - 在 lambda 中延迟初始化和缓存内部值的干净方法

Question

先用天真的方法让代码自己说话:

int heavy_calc() // needed to be called once
{
    // sleep(7500000 years)
    return 42;
}

int main()
{
    auto foo = [] {
        // And cached for lambda return value
        static int cache = heavy_calc();
        return cache;
    };
    return foo() + foo();
}

我想在第一次调用时计算 lambda 内部缓存值。一种天真的方法是使用 static 缓存，但它 increases binary size and refuses to be be inlined .

我想出了在捕获列表中创建缓存并将lambda标记为可变，什么inlines without problems ，但要求缓存以默认值开始，这可能会破坏类不变性。

auto foo = [cache=0] () mutable {
    // And cached for lambda return value
    if(!cache)
        cache = heavy_calc();
    return cache;
};

我的第三种方法使用 boost::optional in mutable lambda

auto foo = [cache=std::optional<int>{}] () mutable {
    // And cached for lambda return value
    if(!cache)
        cache = heavy_calc();
    return *cache;
};

它工作正常，但在我看来是一种捕获列表 + mutable 关键字 hack。此外，mutable 会影响所有捕获的参数，因此在实际使用中会降低 lambda 的安全性。

也许对此有更好/更干净的解决方案？或者只是不同的方法最终产生了完全相同的效果。

编辑，一些背景:选择 Lambda 方法是因为我正在修改一些回调 lambda，目前用作:[this, param]{this->onEvent(heavy_calc(param));}我想减少 heavy_calc 调用而不预先评估它(仅在第一次调用时)

Answer 1

老实说，我看不出有什么理由在这里使用 lambda。您可以编写一个常规的可重用类来缓存计算值。如果您坚持使用 lambda，那么您可以将值计算移至参数，这样就无需进行任何操作 mutable:

int heavy_calc() // needed to be called once
{
    // sleep(7500000 years)
    return 42;
}

int main()
{
    auto foo
    {
        [cache = heavy_calc()](void)
        {
            return cache;
        }
    };
    return foo() + foo();
}

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通过一些模板，可以编写一个惰性评估和缓存任意计算结果的类:

#include <boost/optional.hpp>
#include <utility>

template<typename x_Action> class
t_LazyCached final
{
    private: x_Action m_action;
    private: ::boost::optional<decltype(::std::declval<x_Action>()())> m_cache;

    public: template<typename xx_Action> explicit
    t_LazyCached(xx_Action && action): m_action{::std::forward<xx_Action>(action)}, m_cache{} {}

    public: auto const &
    operator ()(void)
    {
        if(not m_cache)
        {
            m_cache = m_action();
        }
        return m_cache.value();
    }
};

template<typename x_Action> auto
Make_LazyCached(x_Action && action)
{
    return t_LazyCached<x_Action>{::std::forward<x_Action>(action)};
}

class t_Obj
{
    public: int heavy_calc(int param) // needed to be called once
    {
        // sleep(7500000 years)
        return 42 + param;
    }
};

int main()
{
    t_Obj obj{};
    int param{3};
    auto foo{Make_LazyCached([&](void){ return obj.heavy_calc(param); })};
    return foo() + foo();
}

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