一. 什么是Lambda o9dqHm
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 $dAQ'\f7
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, +*2wGAT
o9)pOwk7;
jk-hIl&
tETT\y|'
class filler #%CbZw@hJ9
{ Z:VqBqK
public : {@1C,8n;
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} OR[6pr@
} ; \Q+9sV
5,[
808E)
,3_;JT"5
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: R:zPU
%G6ml,
%Z@+K_X9x
/+\m7IS
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); Ha l,%W~e
mQmn &:R
!8q+W`{
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 )clSW
;[%_sVIy
RZm}%6##ZC
'=!@s1;{[;
二. 战前分析 _3UH"9g{
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 z;:c_y!f
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 }q1@[
aE
>C"f'!oM,j
p F\~T>
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); )ndcBwQc"
/* --------------------------------------------- */ ,}15Cse
vector < int *> vp( 10 ); M17oAVN7D
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); BIf E+L(
/* --------------------------------------------- */ 8$O=HE*
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); BZy&;P
/* --------------------------------------------- */ V eO$n*O
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); iOpMU
/* --------------------------------------------- */ jEj#|w
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); BKDs3?&
/* --------------------------------------------- */ {9sA'5
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); \|2 0E51B[
I`"8}d@Jm
J+f
.r|?
n}9vAvC
看了之后,我们可以思考一些问题: 6AeX$>k+
1._1, _2是什么? %4#,y(dO
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。 RXa&*Jtr -
2._1 = 1是在做什么? L(a&,cdh
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。 O)n LV~X
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。 Js7(TFQE
" , c1z\
>r%L=22+
三. 动工 "KQ3EI/g
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: dR"H,$UH
5Hvg%g-c
:TU;%@7
%M{qr!?uj
template < typename T > z -|gw.y
class assignment pKDP1S#<
{ 1@Dp<Q
T value; 3V:{_~~
public : 4 4bTx y
assignment( const T & v) : value(v) {} }qy,/<R
template < typename T2 > ~m^.&mv3/
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ~ZeF5
} ; (9:MIP
6@pPaq6
xW@y=l Cu
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 `ER">@&
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment O+I\Q?
+jzwi3B`
O]{3aMs!Y
VU+` yQp
class holder IXb]\ )
{ } ).rD
public : mG4myQ?$
template < typename T > XMb]&VvH
assignment < T > operator = ( const T & t) const :uhU<H<,f
{ 1e`/N+6u
return assignment < T > (t); x`8rR;N!
} H..g2;D
} ; P3|_RHIb
5/j7 C>
PI{;3X}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: ;J|sH>i
JmDi{B?
static holder _1; Cz=HxU80J
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 E$5)]<p! <
dQ6:c7hp>D
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); >ZMB}pt`
而不用手动写一个函数对象。 4;anoqiG\
M@$}Og
/DOV/>@5%
om%L>zfB
四. 问题分析 );T0n
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。 C^ngdba\
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。 \l^L?69
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ,lK=m~
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 z3!j>X_w
下面我们可以对这几个问题进行分析。 U ObI&*2
VwfeaDJw
五. 问题1:一致性 ^):m^w.
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?| $hexJzX
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ~B!O
X
W}&[p=PAS
struct holder r0ml|PX
{ FEqs4<}E
// *a_U2}N
template < typename T > MB]8iy8
T & operator ()( const T & r) const @Qw~z0PE<l
{ ^(<Ecdz(
return (T & )r; e~#;ux
} t']d_Vcza
} ; L ]HtmI
1Rlg%G'
这样的话assignment也必须相应改动: l ;"v&?
@<]sW*s
template < typename Left, typename Right > 3IXai)6U
class assignment k
I{)"
{ I9S=VFhZ`
Left l; \Eq,4-q
Right r; ^0A}iJL
public : 9Q{-4yF9k
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} y V=Ku
template < typename T2 > p=F!)TnJN
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } BJGL &N
} ; 5,/rh,?
3m
RP.<=
同时,holder的operator=也需要改动: I'pOB
7.7aHt0
template < typename T > L%G/%*7;c
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const VyQ@. Lm
{ H CKD0xx
return assignment < holder, T > ( * this , t); ;Du+C%
} ? yL3XB>
T(LqR?xOo
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。 !|!k9~v!
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ^PwZP;On
a=(D`lQ8
return l(rhs) = r; @qP
uYFnw
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?cvQR{r9
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: P2y`d9,Q
l=EnK"aU
template < typename Tp > =T_E]>FF9
class constant_t XY1D<