一. 什么是Lambda ~,dj)x
3M
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 +xB!T1pD
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, hO\_RhsRy?
kE/>Ys@w
]yA|
m3^2
.~C*7_
class filler L;>tuJY1
{ "o%N`Xlx
public : |f.=Y~aY
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Trm)7B*
} ; ?GX5Pvg
|Q.t]TR'P
w#]%I+
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: mG\,T3/*
hyFq>XFo
TRG"fVR
;,4 Z5+
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); Rm"lRkY4I[
%0. o(U
Hz!+g'R!Gs
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 8qo{%
OP%h`
;OE{&
NC|&7qQ
二. 战前分析 5fM/y3QPsZ
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 1^f0\k
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 l8n#sGA %
]g!k'@
QV7K~qi
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); R CnN+b:c
/* --------------------------------------------- */ ,RDxu7iT
vector < int *> vp( 10 );
E~jNUTq
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); =^O84Cp 6
/* --------------------------------------------- */ 3]M
YHb
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); SO3WOR`3
/* --------------------------------------------- */ hPP+lqY[
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 8&f}GdZh
/* --------------------------------------------- */ +u:8#!X$RD
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); "pQM$3n(
/* --------------------------------------------- */ I
Yj\t?,0
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); FK;\Nce&
x]J{EA{+
XBdC/DM[
No!P?
看了之后,我们可以思考一些问题: y2o?a6`
1._1, _2是什么? {FteQ@(
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 tbl!{Qwx
2._1 = 1是在做什么? 6t<~. 2'
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 Ilsh
Jo
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 `yNNpSdS1
)d_)CuUBe
&>p2N
三. 动工 +);o{wfW
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: "-90:"W
}ZlJ
3@\vU~=P:
[AfV+$
template < typename T > (/Hq8o-Fw
class assignment \bZbz/+D
{ M
+~guTh
T value; WQ|d;[E
public : lKxv
SyD
assignment( const T & v) : value(v) {} hnmFhJ !g
template < typename T2 > u,*$n'l]
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } &l-g3l[
} ; 4cTJ$" v
0`3ey*
&W)ks
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 J<V}g v
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 76
#
yAi#Y3!::
p$0;~1vH
6WzE'0Nyr
class holder ^4`q%_vm
{ e(6g|h
public : '[{M"S
template < typename T > !c\s)&U7B
assignment < T > operator = ( const T & t) const PQlG!
{ n)8bkcZCp+
return assignment < T > (t); -P!vCf^{
t
} j}X4#{jgC
} ; ^-f5;B`\i
x\3tSP7Vp
|Gzd|$%Oq
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: |bVNlL"xN
Xa Yx avq
static holder _1; >OBuHqC
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 U3&*,xeU@H
I^qk` 5w
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); /1gKc}rB2
而不用手动写一个函数对象。 o.Mb~8Yu
ec)G~?FH
I,l%6oPa
\4bma<~a
四. 问题分析 e*jn7aya
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。 ]9]3=;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。 ghx8dX}
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 lva]jh2
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ,D
[
下面我们可以对这几个问题进行分析。 BB1'B-O
K/,
B
五. 问题1:一致性 J3}^\k=p"
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?| +pnT6kU|
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 )><cL:IJ}S
t'Nu^_#
struct holder |0b$60m$!t
{ GQ$0`?lp
// H2zd@l:R
template < typename T > Km'd=B>Jy
T & operator ()( const T & r) const VjMd&>G
{ \V7Hi\)
return (T & )r; lmz{,O
} /thCu%%9A
} ; AA^3P?iD
QtW5;A-h
这样的话assignment也必须相应改动: /ZvNgaH5M
13}=;4O
template < typename Left, typename Right > ~g;(`g
class assignment ePrbG4xv
{ .Xg%><{~
Left l; \I/l6H>o3
Right r;
i/y+kL
public : H]mY 6D51"
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} eOZA2
template < typename T2 > \$yI'q
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } WvAl!^{`
} ; 23U9+
&dbX>u q
同时,holder的operator=也需要改动: 6(ju!pE`
H
\.EKZ
template < typename T > 0;!aO.l]K
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const tZk@ RX
{ 2j=3i@
return assignment < holder, T > ( * this , t); O8[dPmW
}
&j2L-)
V<\:iNXX{
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。 b0rC\^x
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 u8~.6]Ae
?$ Uk[
return l(rhs) = r; IgptiZ7~!
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。 +4GuA0N6
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: DL2e9
)fA9,yNJ3
template < typename Tp > -+'{C=
class constant_t tqmM7$}}P
{ oHxaa>C>
const Tp t; 1 mFc]1W
public : xPq3Sfg`A
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ''?.6r
template < typename T > #Ru+|KL
const Tp & operator ()( const T & r) const %Kw5b ;
{ ?N,a {#w
return t; 6i9m!YQV
} mu=u!by.E
} ; RRV@nDf
rfXM*h
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 E$F)z
下面就可以修改holder的operator=了 bpzB}nEp
YZr^;jfP
template < typename T > ucJR #14
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const QEQ8gfN9>
{ Kcsje_I-M
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ",#rI+ el
} fR_)e:
OAOG&6xu8
同时也要修改assignment的operator() f*NtnD=rJ
template < typename T2 > *yiJw\DRN
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } L)y }
现在代码看起来就很一致了。 ~Xh(JK]
HTQ.kV
六. 问题2:链式操作 p%xo@v(
现在让我们来看看如何处理链式操作。 |>j=#2
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。 4{}u PbS
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。 NO`LSF
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。 tN3Xn]
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct AY[7yPP
[9'5+RXw3
template < typename T > L6r&