閉包與捕獲
在泛型函式、concept 與生命週期之後，下一步很自然就是區域 callback 程式碼。
在今天的 scpp 裡，閉包直接重用普通 C++ lambda 語法。最重要的工作模型其實很簡單：閉 包就是一個小型匿名物件，而捕獲列表描述的就是這個物件到底在存什麼，或者在借什 麼。
下面每個可執行範例都請存成
closures.scpp，然後這樣建置並執行：
scpp closures.scpp -o closures
./closures閉包可以傳給一個泛型 callback 參數
最常見的用法，就是把一段短小的區域動作交給另一個函式。
import std;
template<typename T>
concept IntConsumer = requires(T f, int x) { f(x); };
void for_each_doubled(std::span<int> s, IntConsumer auto&& f) {
int i = 0;
while (i < s.size) {
f(s[i] * 2);
i = i + 1;
}
return;
}
int main() {
int arr[3];
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;
arr[2] = 3;
std::span<int> s = arr;
int sum = 0;
for_each_doubled(s, [&sum](int x) { sum = sum + x; });
std::println("{}", sum);
return 0;
}輸出：
12這個閉包捕獲了對 sum 的可變參照，所以每一次 callback
呼叫，都會更新同一個外層變 數。
混合捕獲形式可以讓同一個閉包同時借用一些值、拷貝另一些值
捕獲列表會明確寫出：哪些外部名字會變成按值擁有的欄位，哪些會變成按參照借用的欄位。
import std;
template<typename T>
concept IntTransform = requires(T f, int x) { f(x); };
int apply(IntTransform auto&& f, int z) {
return f(z);
}
int main() {
int a = 5;
int b = 10;
int first = apply([&, a](int z) -> int { return a + b + z; }, 3);
int second = apply([=, &b](int z) -> int { return a + b + z; }, 3);
std::println("{}", first);
std::println("{}", second);
return 0;
}輸出：
18
18[&, a] 的意思是「其他名字都按參照借用，但
a 自己按值拷貝」。[=, &b] 剛好相
反：其他名字都按值拷貝，但 b 自己按參照借用。
在方法裡，this
必須顯式捕獲
在方法內部，閉包當然可以再回呼到 receiver 上，但 this
必須明確寫在捕獲列表裡。
import std;
template<typename T>
concept IntTransform = requires(T f, int x) { f(x); };
int apply(IntTransform auto&& f, int z) {
return f(z);
}
class Multiplier {
public:
virtual ~Multiplier() { return; }
private:
int factor_{};
public:
Multiplier(int factor) : factor_{factor} {
return;
}
int scale(int x) const {
return x * this->factor_;
}
int use_closure(int z) {
return apply([this](int value) -> int { return this->scale(value); }, z);
}
};
int main() {
Multiplier m{7};
int answer = m.use_closure(3);
std::println("{}", answer);
return 0;
}輸出：
21這個顯式的 [this]
會把生命週期邊界繼續保留在表面上。方法裡的閉包並不會獲得一個繞
過借用規則的隱式後門。
今天 scpp 裡關於閉包的工作模型
到目前為止，實用規則可以先記成這樣：
- 最好把閉包理解成一個小型匿名物件；
- 按值捕獲會變成這個物件自己的普通擁有欄位；
- 按參照捕獲會變成借用欄位，所以閉包值會跟其他持有參照的物件一樣，遵守同一套生命週 期推理；
- 把閉包傳給另一個函式時，通常走的是一個由 concept 約束的普通泛型參數；
- 在方法內部，
this必須顯式捕獲。
這已經足夠寫出今天 scpp 裡的普通 callback 風格程式碼了。下一節可以繼續留在這個主題 裡，再加入泛型 lambda。