Ngày 11 — Lambda, capture, mutable và capture lifetime

1. Vấn đề nó giải quyết

Lambda tạo một callable nhỏ ngay gần nơi sử dụng; capture chỉ rõ giá trị bên ngoài nào được sao chép hoặc tham chiếu. Nó làm ràng buộc quan trọng hiện rõ thay vì bắt người đọc đoán. Bài chỉ giữ phần cốt lõi C++11 vừa đủ cho một ngày tập trung.

2. Kiến thức cần có

Kiến thức Ngày 10, cùng biến, hàm và cách đọc output đã học trước đó.

3. Ý tưởng cốt lõi

Mental model: Lambda tạo một callable nhỏ ngay gần nơi sử dụng; capture chỉ rõ giá trị bên ngoài nào được sao chép hoặc tham chiếu. Hãy xác định giá trị hoặc trạng thái liên quan, ai sở hữu nó và quy tắc tác động lúc compile hay lúc chạy.

4. Cú pháp tối thiểu

int n=1; auto f = [n]() mutable { return ++n; };

5. Cách nó hoạt động

Ví dụ tạo dữ liệu nhỏ, cố định và không cần nhập bàn phím.
C++11 hoặc contract thư viện chuẩn áp dụng quy tắc hôm nay.
Chương trình in kết quả quan trọng để đối chiếu với mã nguồn.

6. Lỗi thường gặp

Lambda capture biến local bằng reference không được sống lâu hơn biến đó; gọi về sau sẽ truy cập reference bị treo.

7. Khi nào nên dùng

Nên dùng khi thao tác ngắn nên nằm ngay cạnh thuật toán hoặc nơi đăng ký callback.
Tránh dùng khi nó che ownership, lifetime, kiểu, thứ tự hoặc chi phí.

8. Ví dụ đơn giản

Một lambda dùng mutable để sửa bản capture riêng; lambda khác cập nhật total qua reference khi biến này vẫn còn sống. File .cpp dùng dữ liệu cố định và không thêm abstraction ngoài chủ đề.

Mã mẫu hoàn chỉnh

Tệp mã nguồn

cpp11/11_lambda_capture_mutable_lifetime/main.cpp

C++

#include <iostream>

int main() {
    int base = 10;
    int total = 0;

    auto private_counter = [base](int add) mutable {
        base += add; // changes the captured copy
        return base;
    };

    auto accumulate = [&total](int value) {
        total += value; // safe while total is alive
    };

    std::cout << private_counter(2) << ',' << private_counter(2) << '\n';
    accumulate(3);
    accumulate(4);
    std::cout << "base=" << base << " total=" << total << '\n';
}

9. Điều cần nhớ

Tính năng nằm trong phạm vi C++11 của lộ trình này.
Hiểu hệ quả về lifetime, ownership, kiểu và thứ tự trước khi dùng.
Compile với cảnh báo và ưu tiên cách viết nhỏ nhất làm quy tắc hiện rõ.

10. Câu hỏi tự kiểm tra

Dễ — Với int n = 1; auto f = [n]() mutable { return ++n; };, [n] và mutable có tác dụng gì? Gọi f() có sửa biến n bên ngoài không?
Trung bình — Đọc ví dụ nhỏ ở trên. Chương trình sẽ in giá trị hoặc trạng thái nào, và quy tắc nào tạo ra kết quả đó?
Khó — Tìm và giải thích lỗi tinh tế trong tình huống sau: Lambda capture biến local bằng reference không được sống lâu hơn biến đó; gọi về sau sẽ truy cập reference bị treo. Cách sửa nhỏ nhất nhưng an toàn trong C++11 là gì?

Luyện thẻ của bài này

1. Vấn đề nó giải quyết

#include <iostream> int main() { int base = 10; int total = 0; auto private_counter = [base](int add) mutable { base += add; // changes the captured copy return base; }; auto accumulate = [&total](int value) { total += value; // safe while total is alive }; std::cout << private_counter(2) << ',' << private_counter(2) << '\n'; accumulate(3); accumulate(4); std::cout << "base=" << base << " total=" << total << '\n'; }

10. Câu hỏi tự kiểm tra

Dễ — Với int n = 1; auto f = [n]() mutable { return ++n; };, [n] và mutable có tác dụng gì? Gọi f() có sửa biến n bên ngoài không?
Trung bình — Đọc ví dụ nhỏ ở trên. Chương trình sẽ in giá trị hoặc trạng thái nào, và quy tắc nào tạo ra kết quả đó?
Khó — Tìm và giải thích lỗi tinh tế trong tình huống sau: Lambda capture biến local bằng reference không được sống lâu hơn biến đó; gọi về sau sẽ truy cập reference bị treo. Cách sửa nhỏ nhất nhưng an toàn trong C++11 là gì?