一. 什么是Lambda Jb QK$[z"
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?b;2PH"
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, (~GQncqa
C^J<qq&
=-h^j
Y[{:?i~9,
class filler Ie.*x'b?y
{ AW]\n;f
public : D.K""*ula
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} \MP~}t}c
} ; W[ l
.XJ'2yKof
7n7Xyb
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: XX8HSw!w
Q^(CqQo!<
kxMvOB$
paqGW]
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); *N">93:
=;rLv7(a
SqM>xm
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 0q}i5%m7
Z0,jg)sA4
V}jGxt0
K*/oWYM]
二. 战前分析 +A|
Bc~2!
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。 EoAr}fI
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 Q{l,4P
bA^uzE
_~<sb,W
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); e"E8BU
/* --------------------------------------------- */ $.PRav
vector < int *> vp( 10 ); RM;a]g*
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); g#5R||r
/* --------------------------------------------- */ }"D;?$R!
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ?I}RX~Tgg
/* --------------------------------------------- */ fVbjU1N
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); $n\P w
/* --------------------------------------------- */ ]auvtm-[
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); QAs)zl0
/* --------------------------------------------- */ fAsb:P
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); U,Z\)+-R
|Y7SP]/`gB
Q5,zs_j
3\7MeG`tl
看了之后,我们可以思考一些问题: '+88UFSq5
1._1, _2是什么? $ev+0m_
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。 Bqf(6\)F
2._1 = 1是在做什么? w*F[[*j@.
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。 ;wn9
21r
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。 pY31qhoZ.
dGUP|O
0AQazhm
三. 动工 #])"1fk
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Rb6BY-/J
Pb5yz-?
9\Ii$Mp
[LYO'-g^F#
template < typename T > F%w!I 9
class assignment ,lZ19B?WP
{ eh86-tQI~(
T value; X +`Dg::
public : dY8 H2;
assignment( const T & v) : value(v) {} FM{f{2j
template < typename T2 > $ L*gtZ
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } q0.!T0i
} ; w1/QnV
oD2:19M@p
_{[6hf4p
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 [D"6&
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment z|#*c5Y9w
?P
kJG,~
wC1pfXa
_*mn4n=
class holder P5Xp #pa
{ AyE*1 FD
public : .S
k+"iH5
template < typename T > %2QGbnt_*
assignment < T > operator = ( const T & t) const I9X\@lTf
{ @6;OF5VsQ
return assignment < T > (t); `<7\Zl
} B/agW
} ; [JOa^U=
yGa0/o18!?
(?z?/4>7<
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: @%4'2b
cYSn
static holder _1; =H{<}>W'
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 4Mt3<W5
R@c] )\^]
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); )OI}IWDl
而不用手动写一个函数对象。 kckRHbeU
,GSiSn
K9N31'
_^iY;&
四. 问题分析 *!QmYH5r0
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。 Ip
t;NlR
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。 1eI*.pt
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 @Jd&[T27Lr
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 )!8qJQD
下面我们可以对这几个问题进行分析。 T`#nn|
yYz{*hq
五. 问题1:一致性 |`T7}U
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?| /~,*DH$)
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 L3eF BF/
fFJ7Y+^
struct holder ex>7f%\
{ 9\8ektq}Z
// V( ELrjB0
template < typename T > xlv(PVdn
T & operator ()( const T & r) const Gu$/rb?
{ cH_qHXi[G
return (T & )r; +`d92T z
} |f_'(-v`E
} ; c.>f,vtcn
>Na. C(DZ
这样的话assignment也必须相应改动: &M|rRd~*
/stvNIEa
template < typename Left, typename Right > 8a6.77c
class assignment SdnnXEB7
{ "51/,D
Left l; 6ALjM-t=V
Right r; B-
@bU@H
public : +$C9@CZM9
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Cu@q*:'
template < typename T2 > K~:SLCv
E%
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } %n$f#Ml_r
} ; [{Wo:c9Qq1
6FDj :~
同时,holder的operator=也需要改动: "](Q2
wR_mJMk_
template < typename T > <zXG}JuL@T
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const /
&Z8g4vc
{ "L.k
m
return assignment < holder, T > ( * this , t); B Ewa QvQ!
} 7;Ze>"W>
&$s:h5HoX
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。 R+!U.:-yz
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 4b<|jVl\
;!f='QuA
return l(rhs) = r; |uy@v6
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。 n
n F
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 6%V:Z
0(i3RPIj\
template < typename Tp > .u mqyU~
class constant_t `R0~mx&6G
{ y A5h^I
const Tp t; lITd{E,+r
public : 82FEl~,^E
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 3w^W6hN)
template < typename T > syu/"KY^!
const Tp & operator ()( const T & r) const (rFkXK4^J
{ faOiNR7;h
return t; dEYw_qJ2
} 4D&