SCPP Documentation
EN 中文 繁中
本網站由以 scpp 撰寫的 HTTP server 提供服務。

書籍 · 繁中（台灣）

Home / 書籍 / 繁中（台灣）
用生命週期驗證參照
繁中（台灣）

用生命週期驗證參照

上一節說明了：泛型 API 可以描述一個型別必須支援哪些操作。但只要 API 接受或回傳 參照，就還會多出一個問題：它要怎樣描述這些借用是從哪裡來的？

在今天的 scpp 裡，這件事由 [[scpp::lifetime(...)]] 標註負責。它們可以讓泛型函式和 concept probe 描述多個參照參數之間的關係，也可以讓某些 callback 風格 API 表達「這個 參照是新鮮建立出來的，而且只在這次呼叫期間有效」。

下面每個可執行範例都請存成 lifetimes.scpp，然後這樣建置並執行：

scpp lifetimes.scpp -o lifetimes
./lifetimes

泛型函式可以指明回傳參照來自哪一個輸入參照

當一個泛型函式回傳參照時，生命週期標註可以說明：這個結果到底綁在哪個輸入參照上。

import std;

template<typename T>
const T& keep_left(
    const T& left [[scpp::lifetime(a)]],
    const T& right [[scpp::lifetime(b)]]
) [[scpp::lifetime(a)]] {
    return left;
}

int main() {
    int first = 31;
    int second = 8;
    const int& kept = keep_left(first, second);
    int value = kept;
    std::println("{}", value);
    return 0;
}

輸出：

31

這裡真正重要的不是具體的 int，而是這個關係：回傳出來的參照被明確綁到 a 組參數， 而不是 b 組參數。

concept probe 也可以檢查多個參照之間的生命週期關係

concept 不只會檢查操作名和回傳型別。probe 也可以描述：多個參照參數之間必須是什麼關 係。

import std;

class Token {
public:
    virtual ~Token() { return; }

public:
    int value{};
};

class Adder {
public:
    virtual ~Adder() { return; }

public:
    int add(Token& a [[scpp::lifetime(shared)]], Token& b [[scpp::lifetime(shared)]]) const {
        return a.value + b.value;
    }
};

template<typename T>
concept AddsPair = requires(T c, Token& x [[scpp::lifetime(p)]], Token& y [[scpp::lifetime(p)]]) {
    { c.add(x, y) } -> std::same_as<int>;
};

int use_it(const AddsPair auto& adder, Token& left, Token& right) {
    return adder.add(left, right);
}

int main() {
    Adder adder{};
    Token first{};
    first.value = 3;
    Token second{};
    second.value = 4;
    int sum = use_it(adder, first, second);
    std::println("{}", sum);
    return 0;
}

輸出：

7

這個 probe 把 x 和 y 都放進 p 這一組裡。Adder::add() 裡用的是另一個拼寫 shared，但這沒有關係：重點是，這兩個宣告裡都表達了「這兩個參數屬於同一個共享組」。

[[scpp::lifetime(any)]] 可以讓 callback 接受一次新鮮建立出來的借用

有些泛型 API 會在自己的函式本體內部建立一個值，然後把它的參照傳給 callback。對這種 模式來說，callback 不可能事先寫出那個具體生命週期的名字，因為這個生命週期是由 callee 當場創造出來的。

import std;

class Token {
public:
    virtual ~Token() { return; }

public:
    int value{};
};

template<typename T>
concept AcceptsToken = requires(T callback, Token& tok [[scpp::lifetime(any)]]) {
    { callback(tok) } -> std::same_as<void>;
};

void with_fresh_token(AcceptsToken auto&& callback) {
    Token tok{};
    tok.value = 42;
    callback(tok);
    return;
}

int main() {
    int result = 0;
    with_fresh_token([&result](Token& tok [[scpp::lifetime(any)]]) {
        result = tok.value;
        return;
    });
    std::println("{}", result);
    return 0;
}

輸出：

42

保留組名 any 的意思是「這次呼叫現場新造出來的一個生命週期」。這讓包裝函式可以把自 己區域 Token 的參照傳進去，同時 callback 仍然不能把這個借用當成某個更長壽命的命 名分組來使用。

今天 scpp 裡關於泛型 API 生命週期的工作規則

到目前為止，實用規則可以先記成這樣：

這樣一來，第 10 章開頭需要的工具就齊了：泛型定義、concept 描述的操作要求，以及用於 參照的生命週期標註。下一章會在這套基礎上繼續講閉包：看看區域 callback 物件怎樣把捕 獲、concept 與生命週期放進普通使用者程式碼裡。

← 上一章：用 concept 描述共享需求 · 目錄 · 下一章：閉包與捕獲 →

Generated from docs/ by docs/site/build.sh.