一. 什么是Lambda K'
`qR
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 k"cMAu.
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, )-!)D
|OCiq|#
f> Jj5he/
Rs"=o>Qu
class filler 6agG*x
{ 8a8a:d
public : k@lJ8(i^qU
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} \0 h>!u
} ; iT==aJ=~/&
V WZpEi
2o<*rH
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: I"czo9Yspd
W8^A{l4
&T, ,fz$
I1>f2/$z*
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); Cydo~/
u|}\Af
u~uz=Yse
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 L @T/4e./
Kt*b)
<
:'wxm3f
H6`k%O*
二. 战前分析 TfZ M0Wz
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 K
Ha,6X
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 Yf9E0po
R4;1LZ8XzS
wp1O*)/q
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); qc,E azmU
/* --------------------------------------------- */ xwsl$Rj
vector < int *> vp( 10 ); agwbjkU/
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 7WmLC
/* --------------------------------------------- */ H][TH2H1
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
:MF`q.:X
/* --------------------------------------------- */ kum@cA
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); f3!Oc
/* --------------------------------------------- */ xSN;vrLHR
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); N~/X.D4e#
/* --------------------------------------------- */ E8kD#tL
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); IIY_Q9in
Ag0w8F
V z
Qc*p+N+$
看了之后,我们可以思考一些问题: !b!An; ',
1._1, _2是什么? BTr
oe=R
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。 Ux',ma1JK
2._1 = 1是在做什么? (ww4(
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。 KB~[nZs7
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。
'v Vt^h2
}\<=B%{
7#"NKxb
三. 动工 :|5 m"X\
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: cu}(\a
UUWRC1EtI
>b\|%=(x!*
v0)
%S
template < typename T > E!}'cxb^
class assignment g0biw?
{ o0No"8DnjH
T value; l,Q`;v5|
public : 31^/9lb
assignment( const T & v) : value(v) {} 90+Vw`Gz=
template < typename T2 > /'{vDxZf R
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } <fBJ@>
} ; tBzE(vW
[K
#$W
XO?WxL9k]
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 L>/$l(
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment zZ-/S~l
aO1.9!<v
8HLL3H0
T$MXsq
class holder phb
;D
{ |g{50r'=
public : J ##a;6@
template < typename T > 5w>TCx
assignment < T > operator = ( const T & t) const V$DB4YM1k
{ ]E"J^mflGK
return assignment < T > (t); do^=Oq07$
} c[M4l
} ; JQ}4{k
]EF"QLNN(
'uz o[>p
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: R $<{"b
!2AD/dtt
static holder _1; 4S>#>(n7=
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Q3+%8zZI
zhow\l2t}
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); a++gwl
而不用手动写一个函数对象。 @)Vb?|3
.&]3wB~
2va[= >_
p?Ux1S
四. 问题分析 ]{i0?c
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 =zAFsRoD_B
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ?8grK
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ecl6>PS$'
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 M1P;x._n
下面我们可以对这几个问题进行分析。 cyd_xB5K
A#q.)8
五. 问题1:一致性 lu>G=uCJ
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?| k:/Z6TLk3
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ^`xS|Sq1D
]D@aMC$#
struct holder '$yy
{ 2@_3V_
// vbd
;Je"
template < typename T > \0}bOHqEH
T & operator ()( const T & r) const u$nmnd`g
{ pT+OPOSR
return (T & )r; 4avkyFj!h
} '9vsv\A&
} ; OFv-bb*YZ
;X;x.pi
这样的话assignment也必须相应改动: Z1W%fT
VZamR}x
template < typename Left, typename Right > dXn$XGF%R
class assignment -k>k<bDAI
{ r.LO j6c
Left l; CPsl/.$tC
Right r; {1UU `d
public : [xfg6
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} p `oB._
R
template < typename T2 > ,lCFe0>k!=
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } +c]D2@ctG
} ; S~z$=IiB
H,;ZFg /v8
同时,holder的operator=也需要改动: n~>b}DY
-H\j-k
template < typename T > 9nO&d(r g
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ^|U5@u_
{ c-7Zk!LfD
return assignment < holder, T > ( * this , t); &2y9J2aA
} OI/]Y7D[Oq
IO?a.L:6U
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。 g~|x^d^;|
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 =<M>fJ)
o}wRgG
return l(rhs) = r; [D?xd/G
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。 %PR,TWe
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: e7Gb7c~
D ][I#vh
template < typename Tp > fe6Op
class constant_t D@{m
{ d`?EEO
const Tp t; $WE_aNfja
public : %0815
5M
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} l) KN5V
template < typename T > SzG
%%CXH_
const Tp & operator ()( const T & r) const (7~vOWs:[
{ `yhc,5M
return t; ][OkydE
} `x L@%
} ; geM`O|Np
sSiZG
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Z>NA 9:
下面就可以修改holder的operator=了 F')E)tV
\"yR[.Q?
template < typename T > T sJ71
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const /3"S_KE1@+
{ &