一. 什么是Lambda >=86*U~
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?aguAqG$
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, AzVv-!Y
uQ%3?bx)T
X6j:TF
J(SGa Hm@
class filler * ).YU[i
{ y@r0"cvz9
public : J$d']%Dwb
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} @p@b6iLpO
} ; $$XeCPs0
"8Lv
{$V2L4
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: n7|,b-
<
VI-6t"l
dl(!{tZ#
6#Rco%07zI
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); XRTiC#6
C#B|^A_
R\-]$\1D
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 *-S?bv,T'
@aP1[( m
:%h|i&B
e@1A_q@.
二. 战前分析 A1*\ \[
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。 HM#|&_gV
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 0Bk-)z|V
viJP6fh
Yy;BJ_
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); S%e)br}
/* --------------------------------------------- */ 1B@7#ozWA?
vector < int *> vp( 10 ); ?I u=os>*
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ff]fN:}V
/* --------------------------------------------- */ r[wjE`Z/T
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); !3{;oU%*
/* --------------------------------------------- */ _M^^0kf
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
$Tal.
/* --------------------------------------------- */ j<k-w
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); e-%q!F(Bf
/* --------------------------------------------- */ vOq N=bp
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); F,V|In
"ji+~%`^[t
L#%)@
q7I!wD9Cff
看了之后,我们可以思考一些问题: 7GCxd#DJ
1._1, _2是什么? yb>R(y
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ]<K"`q2
2._1 = 1是在做什么? ~[f`oC
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 Er
-rm
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 }Syd*%BR[
IZGRQmi"
//RD$e?h~
三. 动工 zN=s]b=/
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: yMC6 Gvp
s5V|.R
D/=k9[b!
a}iP +#;
template < typename T > zFQm3 !.
class assignment oArXP\#
{ j6j4M,UI43
T value; #. 71O#!
public : `2]TPaWGh
assignment( const T & v) : value(v) {} /}
h"f5
template < typename T2 > @>8{J6%\
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } <8YvsJ
} ; ah,"c9YX
wk{]eD%
LB[?kpy
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 `xZ,*G7(*
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment |9p0"#4u
CSz+cS
:F9Oj1lM%
VGc.yM)&
j
class holder bcT'!:
{ X<5&R{oZ
public : jeB"j
template < typename T > qJ .XI
assignment < T > operator = ( const T & t) const nB0KDt_
{ Yh Ow0 x
return assignment < T > (t); JcMl*k
} suYbD!`(
} ; 'Hs*
dk"@2%xJ2d
7-C])9
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: =pTTXo
0{XT#H
static holder _1; j WMTQLE.
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 *Vg) E*s
_xy[\X;9
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); "rfBYl`
而不用手动写一个函数对象。 <;uM/vSi
?b"'w
A-J#$B
OJh MM-
四. 问题分析 )."dqq^ q
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
}Oqt=Wm
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 kB%.i%9\\
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 }8s&~fH
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 _g-0"a{-
下面我们可以对这几个问题进行分析。 WQ9Q:F2
gVy`||z
五. 问题1:一致性 4#:C t* f
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| SBdd_Fn
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 )eqF21\
6urU[t1
struct holder 6'.)z,ts
{ E25w^x2
// P,(_y8
template < typename T > g++-v HD
T & operator ()( const T & r) const EEo I|
{ _%23L|
return (T & )r; Mz86bb^J
} VvT7v]
} ; F,Ve, 7kh
_Vf>>tuW
这样的话assignment也必须相应改动: UoUQ6Ij
TtH!5{$s
template < typename Left, typename Right > #sk~L21A
class assignment l;&kX6 w
{ Do5.
Left l; I?Z"YR+MQ
Right r; `M(st%@n
public : !w@i,zqu
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} h%NM%;"H/
template < typename T2 > "@|rU4Y
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } t;-F]
} ; X[f)0w%
~B?Wg!
同时,holder的operator=也需要改动: 2$`Y 4b 3t
zL3zvOhu}
template < typename T > SoHaGQox
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const k*!iUz{]
{ +@H{H2J 4
return assignment < holder, T > ( * this , t); M{jq6c
} `%EcQ}Nr
*-uzsq.W
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 wh2E$b(-
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 & JJ*?Dl
_ n1:v~
return l(rhs) = r; shP}T[<
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。 F2ISg'
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: z#rp8-HUDS
;>;it5 l=
template < typename Tp > "Nz@jv?
class constant_t (ss,x CF
{ *OIBMx#qxn
const Tp t; I_ kA!^
public : n3qRt
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} )CmHC3
template < typename T > ]0MuXiR
const Tp & operator ()( const T & r) const Z",2db
{ DsD? &:
return t; 0IP0zil
} s&<76kwl
} ; Q#.E-\=^
jA[")RVG
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 5hDy62PRr
下面就可以修改holder的operator=了 [N}QCy
<"xqt7f
template < typename T > GCX?W`
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const JNJ6HyCU
{ '5~l{3Lw
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); wO`G_!W9
} '
I!/I
t7sEY
同时也要修改assignment的operator() e=eip?p
i}i>ho-8
template < typename T2 > +P,ic*Kq*
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 4x3 _8/=
现在代码看起来就很一致了。 a2kAZCQ
c&{= aIe w
六. 问题2:链式操作 -P&