一. 什么是Lambda V |/NB
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 p|jV{P
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, &8>IeK{I
9:,\gw>F
h\.zdpR
zj`v?#ET
class filler S\5bmvqP"
{ 8X`tU<Ab
public : Y/ee~^YxK'
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} `m?c;,\
} ; qT"Q1xU[
Bck7\
m~Bl*`~M
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: ,:`4%
jJY"{foWV
f3{MvAy[
:Jy'#c
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); C] 9p5Hs
*R3f{/DK
PBxCx3a{
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 X4t s)>"d
.k9{Yv0
7J|VD#DE$Y
0-|byAh
二. 战前分析 \B 0ywN?
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ;3: q?&
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 !{)tSipd
xw
T%),
a{J,~2>
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Eam
/* --------------------------------------------- */ }_;!hdYq
vector < int *> vp( 10 ); g'=B%eO$j:
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); xY U.D+RY
/* --------------------------------------------- */ {]_r W/
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 2KN6}
/* --------------------------------------------- */ AUNQA
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ,0~9dS
/* --------------------------------------------- */ OD 3f.fT
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); &jczO-R^
/* --------------------------------------------- */ AfP'EP0m
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); {g~bQ2wDC
$:j G- r
-gas?^`
wm")[!h)v
看了之后,我们可以思考一些问题: eKz?"g/j
1._1, _2是什么? )aao[_ZS
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 Cc<,z*T
2._1 = 1是在做什么?
qY$qaM^=
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。 Vc%R$E%
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。 f{i8w!O"~
rs*Fy@
;)I'WQ]Q
三. 动工 O Xi@c;F
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: <~X >[PK<
1>Dl\czn
=rQP[ICs!
7Wa?$6d
template < typename T > [NIlbjYH
class assignment ELjK0pE}-
{ #D9e$E(J^
T value; 2gjGeM
public : zrv#Xa!O\
assignment( const T & v) : value(v) {} Gqcz<=/
template < typename T2 > L9ap(
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } zT|)uP*
} ; 9cx =@
>'5_Y]h4m|
|*X*n*oI
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 he -Ji
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment zYv#:>C8
F3lw@b3])
!W'Ui
9uX
P;8>5;U4-
class holder G"59cv8z4R
{ (j"(
public : deeU@x`f<
template < typename T > W85@v2b
assignment < T > operator = ( const T & t) const $1zvgep
{
I.@hW>k
return assignment < T > (t); $RwB_F
} \zkw2*t
} ; $hVYTy~}
]PP:oriWl
W Qzj[
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: lhYn5d)DV
q*AQq=
static holder _1; MfBdNdox7
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 gbSt Ar.
A+wv-~3
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); o1OBwPj
而不用手动写一个函数对象。 {8EW)4Hf
~;OYtz
4^'3&vu
9>#:/g/
四. 问题分析 rf9_eP
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 pA#}-S%
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 (|fm6$
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 zggB$5
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 YEx)"t8E
下面我们可以对这几个问题进行分析。 l0Ti Z
a!c[!
五. 问题1:一致性 W~B5>;y
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| PaCzr5!~f
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 q 'a
"?GebA
struct holder qG9+/u)\
{ F{\gc|!i
// 0ZPV'`KGp
template < typename T > 9kY[j2,+
T & operator ()( const T & r) const 8g7,2f/ }
{ kK~IwA
return (T & )r; ?vGffMm
} do>"[RO
} ; ?68uS;
:Ze+%d=
这样的话assignment也必须相应改动: :y,v&Kk#T
[$(R#tZ+
template < typename Left, typename Right > $
Cjk
class assignment -,":5V26
{ z&3]%t
`C
Left l; N<_Ko+VF
Right r; k6?cP0I)5
public : Q\J,}1<`6
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} "n\%_'R\hH
template < typename T2 > 8C.!V =@\
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } =j
/hl
} ; vV`|!5x
{rkn q_;0
同时,holder的operator=也需要改动: oBlzHBn>0
td(M#a-
template < typename T > d\XRUO[
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ^ZQCIS-R
{ #Y,A[Y5jX
return assignment < holder, T > ( * this , t); RyRqH:p)3
} D?+
RJs
{=At#*=A
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。 J/4y|8T/y
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 o|287S|$
1]/N2&
return l(rhs) = r;
'=TTa
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。 Xn7[n
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ':;LrTc'K
T=?
bdIl
template < typename Tp > JY4_v>Aob
class constant_t ] EyeBF)$
{ L^KdMMz;
const Tp t; $k(9 U\y-
public : (
ji_o^
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} !5;t#4=
template < typename T > I>m;G
`
const Tp & operator ()( const T & r) const PbUI!Xqe`
{ #DaP=k"XV
return t; R;=6VH
} 8D~Dd!~P
} ; &y3B)#dIJ
$o+&Y5:
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 `p"U
下面就可以修改holder的operator=了 CSL4P)
*!u?
template < typename T > Hz4uZ*7\|
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 0e9A+&r
{ M-91
JOt~
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); Nzc>)2% N
} WRMz]|+}4
WB"$u2{|i
同时也要修改assignment的operator() j];1"50?
|\p5mh
template < typename T2 > anitqy#E
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } xXa#J)'
现在代码看起来就很一致了。 #HcI4j:s!
)9pBu
B
六. 问题2:链式操作 s @M
现在让我们来看看如何处理链式操作。 kOM-
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 LI$L9eNv;Y
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 )O-sWh4
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 F0: &>'}
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct bG1 ofsU
d:$G|<