在 lambda 中延迟初始化和缓存内部值的简洁方法

首先用简单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。一个天真的方法是使用static缓存，但是它增加二进制大小并拒绝内联 https://godbolt.org/z/0kQN_e.

我想出了创造cache在捕获列表中并将 lambda 标记为mutable, what 内联没有问题 https://godbolt.org/z/K37Psw，但要求缓存以默认值启动，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在可变的lambda https://godbolt.org/z/mTpZvT

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，但对我来说就像捕获列表+mutable关键字黑客。还mutable影响所有捕获的参数，因此使得 lambda 在实际使用中不太安全。

也许有更好/更干净的解决方案？或者只是不同的方法，最终会产生完全相同的效果。

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调用时不提前评估（仅在第一次调用时）

老实说，我看不出有任何理由在这里使用 lambda。您可以编写一个常规的可重用类来缓存计算值。如果你坚持使用 lambda 那么你可以将值计算转移到参数中，这样就不需要做任何事情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();
}

在线编译器 https://wandbox.org/permlink/JAwXoHBU3qm877z8

通过一些模板，可以编写一个类来延迟计算并缓存任意计算的结果：

#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();
}

在线编译器 https://wandbox.org/permlink/uIen3t2gs5jXgcRj