一. 什么是Lambda WjY{rM,K
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 1c)\
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, i!Dh&XT
!_U37Uj<m
[arTx^
Hz]4A S
class filler *bCi2mbm@
{ a1g6}ym\
public : VelB-vy&
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} vXyuEEe
} ; &\1'1`N1
\-Iny=$
Q(IJD4
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: R%b*EBZ
/`+Hwdk
k<YtoV
8ji^d1G,
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); QN_)3lm
aJ:A%+1
Xr?>uqY!M
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 y Y>-MoF/t
1
[Sv
YVB%
kKv{
=PNdP
二. 战前分析 ]{IR&{EI-
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。 lx{.H,1~
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 &GdL 9!hH
=5y`(0 I`U
B*?ZE4`
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Hva2j<h
/* --------------------------------------------- */ G;(onJz
vector < int *> vp( 10 ); y$IaXr5L
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); (O8,zqP9l
/* --------------------------------------------- */ n}< ir!ZTO
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); y#S1c)vU
/* --------------------------------------------- */ M!N`
Orz
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 4 ,p#:!
/* --------------------------------------------- */ ycgfZ 3K
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); L]k*QIn:h
/* --------------------------------------------- */ N9i}p^F<_
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 5%<TF.;-J
e7@li<3>d
%{R_^Y8t
|x &Z~y
看了之后,我们可以思考一些问题: XVQL.A7
1._1, _2是什么? [AXsnpa/C
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 |EF>Y9
2._1 = 1是在做什么? sA/,+aM
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 <9ma(PFa
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 )K{o<m~WAo
;#3ekl{-g
\s=QiPK
三. 动工 IWAj Mwo
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 89zuL18V
OuB2 x=B
QF\kPk(CtD
g-."sniP$g
template < typename T > p1Q/g Il
class assignment MWM
+hk1fs
{ qE>i,|rP`
T value; |vv]Z(_
public : \).Nag +
assignment( const T & v) : value(v) {} za,6du6
template < typename T2 > fC_zX}3
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } }%eDEM
} ; &oA~
Tx
k_]\(myq
7egq4gN]2Y
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 lZ}P{d'f.
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment F(deu^s%{
%fHH{60
$zdd=.!KiK
T`uDlo
class holder wi>DZkR
{ SijtTY#r
public : dIma{uv
template < typename T > /x$}D=(CZ
assignment < T > operator = ( const T & t) const y'^F,WTM
{ +<&E3O r
return assignment < T > (t); nt7|f,_J
} C?,*U
} ; iBucT"d]
d$}&nV/A)
sTiYf
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: q$F) !&
(}G!np
static holder _1; Q.yb4
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 *\D}eBd|
mKM,kY
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); *m*`}9
而不用手动写一个函数对象。 Wu ,S\!
}7%9}2}Iw
E-^2"j>o
2SYKe$e
四. 问题分析 Hj2<ZL
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 Hoj8okP
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 xWDR726
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 sJOV2#r
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 B;V5x/
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ~Po<(A}`f
4h;4!I|
五. 问题1:一致性 n,CD
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| DY8(g=TI|1
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Yr=8!iR$
$%=G[/i'
struct holder /
$_M@>
{ tj[ c#@[B
// Apmw6cc
template < typename T > K U$`!h
T & operator ()( const T & r) const SyAo,
)j
{ E4=qh1d
return (T & )r; n&$/Q$d&
} z?4=h Sy
} ; 4Ac}(N5D@
)9B:Y;>)
这样的话assignment也必须相应改动: TKo<~?
#ra*f~G
template < typename Left, typename Right > L!,d"wuD
class assignment Hs$'0:
{ ~q 7;8<U
Left l; q4/909x=
Right r; UA0F):
public : tF^g<)S;t
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} eQ;Q4
template < typename T2 > gX^ PSsp
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } %&h c"7/k
} ; J#''q"rZ
W&YU^&`Yr
同时,holder的operator=也需要改动: _lX8K:C(
{rDq_^
template < typename T > JGis" e
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const s9i|mVtm8
{ oR#Ob#&
return assignment < holder, T > ( * this , t); >g]ON9CGH
} Plfdr~$
N'QqJe7Z
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。 9,scH65x
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 _w>uI57U
]ENK8bW
return l(rhs) = r; s7l23*Czl
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。 +Ofa#^5);K
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: VO_dA4C}z
FqZgdmwR
template < typename Tp > M?$ZJ-
class constant_t epkD*7
{ R!6=7
const Tp t; n'M>xq_
public : w"~<h;
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} \J3/keL
template < typename T > :y1 Bt+Fp
const Tp & operator ()( const T & r) const DW>ES/B8$(
{ [EOVw%R
return t; @PX\{6&
} 2"X~ju
} ; id?E)Jy
2.nE
k
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 <