TGViewer
Грокаем C++ Грокаем C++ @grokaemcpp · 9.35K subscribers
Post #728 4.46K
std::exchange
#опытным

В прошлом посте мы пасхалкой использовали std::exchange, давайте же разберем эту функцию по-подробнее.

По названию в целом понятно, что она делает - что-то обменивает. Но не как std::swap, меняет значения местами. Все немного хитрее.

Она заменяет старое значение новым и возвращает старое значение. Вот примерная реализация:

template<class T, class U = T>
constexpr // Since C++20
T exchange(T& obj, U&& new_value) {
T old_value = std::move(obj);
obj = std::forward<U>(new_value);
return old_value;
}


Как говорил Константин Владимиров: "единожды научившись использовать std::exchange, вы дальше будете делать std::exchange всю оставшуюся жизнь".

Понятное дело, что это не какой-нибудь std::move, который реально постоянно приходится использовать. Однако важен сам паттерн. Если посмотреть в кодовые базы, то будет куча мест, где можно использовать эту функцию. Приведу пару примеров работы std::exchange, чтобы вы поняли смысл.

Начнем со знакомого:

auto gen = [current = start, step]() mutable {
return std::exchange(current, current + step);
};

std::vector<int> numbers(5);
std::generate(numbers.begin(), numbers.end(), gen);


Мы определяем мутабельную лямбду(кстати это один из удачных примеров использования таких лямбд), которая может изменять свои захваченные по значению переменные current и step. Дальше на каждом вызове мы должны вернуть текущее значение current, но перед этим как-то его увеличить. Можно использовать прокси-переменную:

int val = current;
current += step;
return val;


Но зачем, если у нас уже есть готовая и протестированная функция std::exchange? Это прекрасный способ немного уменьшить код и увеличить его читаемость.

Другой пример - генерация чисел Фибоначчи:

auto gen = [current = 0, next = 1]() mutable {
return current = std::exchange(next, current + next);
};

std::vector<int> fib(10);
std::generate(fib.begin(), fib.end(), gen);
for (int i = 0; i < fib.size(); ++i) {
std::cout << fib[i] << " ";
}
// OUTPUT:
// 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55


Хорошенько вдумайтесь и осознайте, что здесь происходит. Ну ведь красиво, правда?)

Если у вас есть вектор коллбэков, который вы постепенно копите и в какой-то момент обрабатываете все разом. Коллбэки безопасно выполнять вне лока. Но как их нормально обработать разом, чтобы 100500 раз не дергать мьютексы? На такой случай есть прикольная техника. Нужно под локом получить копию, а обрабатывать ее вне лока.

class Dispatcher {
// ...

// All events are dispatched when we call process
void process() {
const auto tmp = [&] {
std::lock_guard lock{mutex_};
return std::exchange(callbacks_, {});
}();
for (const auto& callback : tmp) {
std::invoke(callback);
}
}
};


И все. Копию(на самом деле перемещенную копию) получаем под локом, а обрабатываем все без замков. Круто!

Ну и конечно, без принципа exchange не обойтись в lock-free программировании. Та же std::atomic_exchange работает ровно по той же логике.

Прикольная функция. Постарайтесь замечать самые банальные кейсы ее применения и со временем вы будет глубже ее понимать и использовать в более интересных ситуациях.

Be elegant. Stay cool.

#cppcore #cpp14 #concurrency #fun
Telegram Грокаем C++ Mutable lambdas #опытным Лямбда выражения имеют одну интересную особенность. И эта особенность аффектит то, что можно делать внутри лямбды. Простой пример: int val = 0; auto lambda1 = [&val]() { std::cout << ++val << std::endl; }; auto lambda2 = [val]()…
  • ❤ 27
  • 🔥 14
  • 👍 10
  • 😱 2
  • ☃ 1
More from @grokaemcpp
  1. Oct 12, 2026​​WAT #новичкам Как вы думаете, результат выражения: bool math = -1 < 1U; будет правдой ил…
  2. Oct 8, 2026​​Strict weak ordering #опытным На первый взгляд, всё выглядит рабочим: мы создаём 40 зака…
  3. Oct 7, 2026​​Где-то баг... #опытным Вот вам код: struct Order { int price; int id; }; int main() { st…
  4. Oct 5, 2026Откуда spurious wakeup на кондваре? #опытным У кондваров есть метод std::condition_variabl…
  5. Oct 1, 2026​​Stacktrace. Tips #опытным Чтобы полноценно работать со стандартными трейсами, нужно знат…
  6. Sep 28, 2026​​Stacktrace #опытным Одна из проблема исключений - непонятно, откуда оно прилетело. Ну да…
Threads Profile ViewerView any public Threads profile without an account.Open ThreadLook →Writing with AI? Make it sound human.Metric37 rewrites AI drafts so they read naturally. Free AI detector, 1,500 words free.Try Metric37 →