一. 什么是Lambda 4Ia'Yr
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 m4h)Wq
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, N`7OJ)l
ZzBaYoNy[0
JE{cZ<NNH
Oto8?4[n
class filler x`+M#A()/
{ p@q20>^u
public : i[LnU#+
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 72RTEGy
} ; [ <d~b*/
N/WtQSl
Zs}h>$E5_B
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: !nL94:8U
:RIqA/
>A]l|#Rz
yqK_|7I+
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); SJ22
cM9>V2:P
<,p$eQ)T%
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 #O~pf[[L
yn+m,K/
xcl;~"c*
6(?@B^S>2
二. 战前分析 ^F?B_'
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。 x&u@!# d]
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 7>@0nHec
20$Tky_
ik?IC$*n3i
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ^y ', l
/* --------------------------------------------- */ B!`.,3
vector < int *> vp( 10 ); BQUYT/$(
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); a'-xCV|^
/* --------------------------------------------- */ r
UZN$="N
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ?nu<)~r53
/* --------------------------------------------- */ J
R~s`>2
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); LjGLi>kI~
/* --------------------------------------------- */ Xo(W\Pes
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); jQz^)8)B
/* --------------------------------------------- */ RF6]_-
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); OAo03KW
n}b/9
\Qv:7;?
Vm@VhCsp
看了之后,我们可以思考一些问题: X`v6gv5qj
1._1, _2是什么? (/&ht-~EL
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。 Q ijO%)
2._1 = 1是在做什么? Qu<HeSA_
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。 8Rw:SU9H?T
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。 zN9@.!?X2
MwD+'5
&{WEtaXaa
三. 动工 7 v3%dCvf
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: K4Nz I9@
J+0
?e9
M{u 7Ef
`m_fi
template < typename T > S=<
]u
class assignment LfrjC@_y
{ ;CL^2{
T value; 8zeD%Uv
public : V#1v5mWVx
assignment( const T & v) : value(v) {} LM"b%
template < typename T2 > j _E(h.
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } N/0Q`cQ-
} ; KVoi>?a
)i39'0a
R. ryy
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 P:'y}a-
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment <;b
7~MWp4.
ByWad@-6i
|`wJ
{-
class holder yYk?K<ou
{ T8T,G4Q
public : _mQ~[}y+?
template < typename T > k
;vOPcw
assignment < T > operator = ( const T & t) const D 5Z7?Y
{ r 3T #Nv
return assignment < T > (t); M tDJ1I%
} J{EK}'
} ; iu+H+_
ONcS,oHW
-Vg0J6x
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: UU =,Brb
pek5P4W_
static holder _1; N9Fu
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 OH+2)X
G
in
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); aI\>=*HF
而不用手动写一个函数对象。 5=MM^$QG
<&M5#:u
6Vu??qBy
E&W4`{6K4
四. 问题分析 =8qhK=&]
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 79lG~BGE
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ol4!#4Y&{
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 exm*p/
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 v}z{OB
下面我们可以对这几个问题进行分析。 {}PBYXR
?=Z0N&}[
五. 问题1:一致性 `p^xdj}
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| P}p6{
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 8\Z/mU*4
%}Ob~m>P
struct holder CH h6Mnw
{ TlBu3z'P
// b(g?X
(&
template < typename T > T^ah'WmNw
T & operator ()( const T & r) const j~9,Ct
{ Tq.%_/@M<
return (T & )r; [SLBA_d
} ?K?v64[
} ; k{$Mlt?&-
[@t 6,g
这样的话assignment也必须相应改动: m`ab5<%Gn
@)wNINvD
template < typename Left, typename Right > Rh#TR"
class assignment n1)m(,{
{ ,7Lu7Q
Left l; QVrMrm+vRv
Right r; MU&P+Wr
public : F_Mi/pB^`9
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} G@n%P~
template < typename T2 > 3UX} )mW
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } =G2A Ufn
} ; QI2T G,
A|U_$!cLZ
同时,holder的operator=也需要改动: D3%`vqu&
vo DTU]pf
template < typename T > 'roZ:NE
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const x-{awP
{ *[_>d.i
return assignment < holder, T > ( * this , t); ~v<,6BS<$Z
} nM)H2'%kL&
[P_1a`b
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。 @oL<Ioh
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 vl}uHdeP9
pn~$u
return l(rhs) = r; \uV;UH7qe
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 FPPGf!Eq
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ! Q5ip'L
3$`qy|=zO
template < typename Tp > M e
class constant_t G?6[K&w
{ pYs"Y;%
const Tp t; L$+ap~ld
public : SW%d'1ya
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} zZ=.riK
template < typename T > _,4f z(
const Tp & operator ()( const T & r) const f[/E $r99J
{ #_bSWV4
return t; uU]4)Hp
} =p)Wxk
} ; '
RjFWHAp
,2%> e"%
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 )rs);Pl
下面就可以修改holder的operator=了 ~T[m{8uh
"syf@[tz7
template < typename T > /\KB*dX
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const MW+]w~7_Q
{ b|*A%?m
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); |3MqAvPJ
} i.Qy0
` 0k
同时也要修改assignment的operator() LPk85E
@`ttyI^1f
template < typename T2 > *5#Y[c
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } ZIx,?E+eJ
现在代码看起来就很一致了。 l~M86 h
bgm$<