一. 什么是Lambda ;dNKe.`Dg
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 KE`}P<K&
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, JVFn=Mw
6+e@)[l.zc
YUat}-S
ne4hR]:
class filler G@ XKE17
{ _K3?0<=4
public : NSUw7hnWvz
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} k/?5Fs!#
} ; lphQZ{8
a1_7plg
\IbGNV`q
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: g>A*kY
3G
dWq*
V lXUrJ9&
fa;\4#
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); t{|
KL<d]
7/w)^&8
v{"$:Z
ow
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 [84ss;.$
MJd!J]E6
Q}2aBU.f
J1T_wA_
二. 战前分析 >uN{co hs
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。 [nB[]j<R*
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 ^+^#KC8]W
anjU3j
!jGe_xB}~
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ,&rlt+wE
/* --------------------------------------------- */ 1WRQjT=o
vector < int *> vp( 10 ); a.#`>
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); UR44
iA]
/* --------------------------------------------- */ Cb5;l~}L
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); {M96jjiInf
/* --------------------------------------------- */ u+a"
'*
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); N?TXPY
/* --------------------------------------------- */ lO! Yl:;m%
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); //n$#c_}u
/* --------------------------------------------- */ {b6| wQ\
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); s4/4o_[W
A}v!vVg
*]NG@^y
)-%3;e<w
看了之后,我们可以思考一些问题: 9&}$C]`
1._1, _2是什么? U,Ya^2h%
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。 ^^UT(nj
2._1 = 1是在做什么? /]zn8d
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。 j\iE3:94$
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。 ^pruQp1X
jT>G8}h
byoP1F%
三. 动工 n]^zIe^6
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ul$k xc=N
e`9d&"
+e}v)N
7yM=$"'d
template < typename T > ~(OG3`W!
class assignment CT,P Q
{ Yl4XgjG
T value; Is1P,`*!
public : ^S:S[0\,
assignment( const T & v) : value(v) {} Cp4 U`]
template < typename T2 > $`,10uw
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } *;cvG?V
} ; :}'5'oVG
@6\Id7`Ea
KT$Za
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 /9T.]H~
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment _)-t#Ve
fUj[E0yOF
C+o1.#]JM
n-zAkKM
class holder x7\b-EC
{ ]!CMo+
public : vZMb/}-o
template < typename T > ;Z^\$v9?
assignment < T > operator = ( const T & t) const \PReQ|[ah
{ {Tx"G9
return assignment < T > (t); U;
-2)+
} gQ90>P:
} ; >NLG"[\
rlxZ,]ul
wW &q)WOi
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: hOFC8 g
O0^m_
static holder _1; )Fk*'6
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 9o%k [n
e1cqzhI=nA
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); e}l F#$
而不用手动写一个函数对象。 tVfZ~qJ
)
uM*`%
eX)'C>4W
u}I-#j)wap
四. 问题分析 O-P'Ff"}t
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。 `Iwl\x[A
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。 3yGo{uW
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 7v'aw"~
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 J9aqmQj('
下面我们可以对这几个问题进行分析。 0'wchy>
xB5qX7*.
五. 问题1:一致性 lw+54lZX|
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?| ob3)bI oM
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 _[)f<`!g_V
Hk&op P9)
struct holder |D*a"*1+A
{ wrP3:!=
// mVXwU](N
template < typename T > 74_':,u;]~
T & operator ()( const T & r) const /{6&99SJcc
{ &t)$5\r
return (T & )r; l,fwF ua
} &{4KymB:
} ; Q|KD$2rB
/]U),LbN
这样的话assignment也必须相应改动: 8*zORz
3~q#P
template < typename Left, typename Right > B*Z}=$1j
class assignment !NqLBrcv 0
{ &=f] a
Left l; n4XEyCrD
Right r; u@]rR&h`
public : #W$6[#7=I
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} d+45Y,|
template < typename T2 > 6~34L{u
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } d+qeZGg^A
} ; Xsk/U++
c1tM(]&
同时,holder的operator=也需要改动: >o:y.2yCe
KWS\ iu
template < typename T > HIGTo\]Z
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 8u%rh[g'
{ QLxe1[qI
return assignment < holder, T > ( * this , t); *""iXi[
} hKVb#|$
Cl6P,C
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。 `y3*\l
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 }A}cq!I^
0g8ykGyx
return l(rhs) = r; \B4f5L8k
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。 ,NAwSmocVP
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: xWK0p'E0
C>A} e6o
template < typename Tp > 8q]_> X
class constant_t ^*G
UcQ$
{ Prc(
const Tp t; t5CJG '!ql
public : .TeGA;
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Skl:~'W.&|
template < typename T > 5X PoQ^
const Tp & operator ()( const T & r) const 5Lm-KohT'
{
eC[G4
return t; lLur.f
} f4O}WU}l{s
} ; g-pEt#
|F4)&xN\
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 !_q=r[D\
下面就可以修改holder的operator=了 &E]<KbVx
r}:Dg
fn
template < typename T > %0p9\I
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const `*o ko[\3
{ Ip<