一. 什么是Lambda rQ_]%ies8
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 zfE8=d8U
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, Cl9rJ oT
(X
Oz0.W
s*_fRf:
mhX66R
class filler W8$0y2
{ cC>Svf[CzK
public : ez ! W0
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} VH~YwO!x
} ; 79cM_O
nT}Wx/aT
0MroHFh9`
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: xpO;V}M|
s3nO"~tM
I#M>b:"te
AoOA.t6RVo
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); \lm]G7h
q^sZP\i,*;
'8\9@wzv
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 2_)UHTwsK
R3U|{vgl
_<{<b
rD4umWi
二. 战前分析 '7PaJj=Nx
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 T]Ai{@i
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 CYQ)'v
mB"I(>q*M
M2|h.+[Q
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ![_0GFbT
/* --------------------------------------------- */ v\4<6Z:4
vector < int *> vp( 10 ); 0QW=2rs
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); P
"IR3=
/* --------------------------------------------- */ Y
0Fq-H
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Iq4B%xo6G
/* --------------------------------------------- */ viUJ4Pn
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ;*<R~HJt
/* --------------------------------------------- */ rvy%8%e?
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 4F
G0'J&hw
/* --------------------------------------------- */ (^y"'B
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 2;WbXc!#!
.4[3r[
^ex\S8j
?..BA&zRk
看了之后,我们可以思考一些问题: !pw)sO~
1._1, _2是什么? ed#fDMXGQ%
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 MkoK(m{7
2._1 = 1是在做什么? N;'c4=M~(
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 @QVg5
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 #8"oqqYi
8I/3T
aMhVO(+FW
三. 动工 =3-?$
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: e~zgH\`
FUI*nkZY
iLuC_.'u=
2vjkThh`I
template < typename T > )^{}ov
class assignment 8R3{YJ6@T
{ Fb]+h)on
T value; +`k30-<P
public : 7\2I>W
assignment( const T & v) : value(v) {} 8(\}\4G_
template < typename T2 > `_OrBu[
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } lxL.ztL
} ; y'!OA+ob
>pfeP"[(3
w/nohZF6H
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 x5Lbe5/P
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment -t|/g5.w_
bKCE;Wu:G
-[-oz0`Sl{
C(G.yd
class holder I!Z`'1"
{ F*PhV|XU
public : BeVDTk:
template < typename T > JK =A=
assignment < T > operator = ( const T & t) const xyGwYv>*KO
{ AuXUD9-
return assignment < T > (t); ?^%[*OCCC!
} [G|.
} ; eW(pP>@k,
1WMZ$vsQUb
H:~p5t
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: k=mQG~
b}R_@_<u
static holder _1; \yJ
4+vo2Q
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 p<r<Y%
_Rii19k
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); :.*Q@X}-I
而不用手动写一个函数对象。 -iDs:J4Iq
&IUA[{o~e
['}|#3*w
fg)*TR
四. 问题分析 ,IPt4EH$
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 g9pKoi|\E
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 S!8<|WO^t
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 5?>4I"ne
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ~JL
qh
下面我们可以对这几个问题进行分析。 vMp=\U-~^
,H7_eVLWR
五. 问题1:一致性 FSQB{9,H
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 2X2Ax~d@
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 $vXY"-k
DS(>R!bb
struct holder bPOPoq1#
{ "rn
// 5<(*
+mP`
template < typename T > ]"T157F
T & operator ()( const T & r) const 6-wpR
{ HKJCiQ|k
return (T & )r; u;t<rEC2
} |Gz<I
} ; M$EF 8
:(~<BiqR(
这样的话assignment也必须相应改动: ;&j'`tP
g&g:HH:
template < typename Left, typename Right > i
7]o[
class assignment ]x
metv|7
{ pA .orx
Left l; _K#7#qp2
Right r; IMD^(k 2
public : .$-;`&0cZ
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} la{?&75]
template < typename T2 > 9\!&c<i=
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } cY!Y?O
} ; R WY>`.su
)2).kL>
同时,holder的operator=也需要改动: co\?SgE35
_(f@b1O~
template < typename T > 9q?knMt
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ]CP5s5
{ 3|$?T|#B
return assignment < holder, T > ( * this , t); On);SN'
} qE2<vjRg
auN8M.
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 c= 2E/x?
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ]rGd!"q
=Jl\^u%H(x
return l(rhs) = r; E~q3o*
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ~*EipxhstJ
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 1R-0b{w[
fAStM:
template < typename Tp > T|\sN*}\8J
class constant_t hRuiuGC
{ ){GJgk|P
const Tp t; tz65Tn_M
public : Pq~#SxA~
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 0 F8xS8vK+
template < typename T > j\KOKvY)
const Tp & operator ()( const T & r) const ;Uch
{ k7:ISjJ
return t; R5MN;xG^
} G{.=27
} ; 7y&