一. 什么是Lambda DeO-@4+qKd
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ke4E1T-1n
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, o2/:e
s\*L5{kiSl
=~D? K9o
iSW2I~PD
class filler d
t/AAk6
{ 0YH5B5b
public : =7Ln&tZ
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} }0'=}BE
} ; 3]Z1kB
N5
ME_)
Ltlp9 S
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: w:&""'E
2M
%j-yG"
W5*ldXXk
TOwd+]B
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); fPR_3qgQ
dkQ4D2W*\
<2$vo
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 j\2Qe%d
5mH[|_
wQ_4_W
"<,lqIqA;
二. 战前分析 p{f R$-d
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。 0w?da~
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 /6x&%G:m#
Nx}nOm
FO!Td
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); uLhGp@Dx
/* --------------------------------------------- */ ^y+k6bE
vector < int *> vp( 10 ); qmS9*me
{
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); qeZG/\,
/* --------------------------------------------- */ mm/\\my
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); !xs}CxEyA
/* --------------------------------------------- */ l.Q
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); y>o:5':;'
/* --------------------------------------------- */ u$ts>Q;5
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); c%&,(NJ]K
/* --------------------------------------------- */ c_/BS n
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); }:m#}s
1p&.\ ^
Lg:1zC
|G j.E
看了之后,我们可以思考一些问题: r!r08yf
1._1, _2是什么? B=SA
+{o
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 G[64qhTC
2._1 = 1是在做什么? 6pt,]FlU
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ;-d b/$O
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。 TTf
j5
aDS:82GMQ
N,`@Q7
三. 动工 "4b{YWv
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Z+xkN
.k#PrT1C
FZ*"^=)`G
Xo PJ?63
template < typename T > E|=x+M1sH
class assignment Yy~x`P'g!
{ 757&bH|a
T value; q<}IO
public : rwWOhD)RU
assignment( const T & v) : value(v) {} p$,7qGST
template < typename T2 > qlhc"}5x }
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } Fe8X@63
} ; {i>AQ+z61f
N"9^A^w8k
fh#:j[R4e
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 L15)+^4n
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment rCJ$Pl9R
C(>!?-.
y&\4Wr9m
*r.%/^@
class holder O>E}Lu;|
{ WUS%4LL(
public : ximVh}'a
template < typename T > 6 ;'s9s"
assignment < T > operator = ( const T & t) const lz^Vi!|p
{ le:}MM
return assignment < T > (t); #(
.G;e;w
} A6z2KVk
} ; Q8m~L1//S
6{I7=.V
?;#Q3Y+
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: y,?=,x}o#
j32*9
static holder _1; q,K|1+jn
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Up
Z 9g"
%=z>kU1|
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Zx8$M5
而不用手动写一个函数对象。 dPO"8HQ
r?KRK?I
cO:lpsKYQ
G!%m~+",
四. 问题分析 'qV lq5.
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 &wQ<sVQ0$
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。 k8G4CFg}wP
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 f (C:J[;Z
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 <\nM5-wR
下面我们可以对这几个问题进行分析。 '!$QI@@
E2l"e?AN~
五. 问题1:一致性 Uhu?G0>O
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| xlcCL?qQj
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 46M=R-7=
Ju5Dd\
struct holder )4o8SF7lz
{ [#wt3<d`)
// 8-gl$h
template < typename T > Ud"_[JtGM
T & operator ()( const T & r) const c}v8j2{
{ S#CaJ}M
return (T & )r; =f@71D1
} ;+DMv5A "
} ; ZYY`f/qi
2K3j3 |T
这样的话assignment也必须相应改动: %-YWn`yEm
"#36-
template < typename Left, typename Right > D=LsoASVI
class assignment S^q^=q0F
{ Nnn~7
Left l; f:nXE&X[
Right r; EId>%0s5
public : Gqq<-drR
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} X'.lh#&
template < typename T2 > ;B<rw^h5
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } H [M:iV
} ; Lcg1X3$G
uR=*q a
同时,holder的operator=也需要改动: 8xj_)=(sV!
{
zL4dJw
template < typename T > zWN]#W`
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const K7$Q.
{ H[R6 ?H@$F
return assignment < holder, T > ( * this , t); iyR5mA
} e\#aQ1?"
Oo!]{[}7
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 ]Gj%-5G
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 6QHUBm2
V[8!ymi0
return l(rhs) = r; gjJ:s,Fg
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 wd,6/5=lh
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 9e;{o,r@
](+u'8
template < typename Tp > <e|B7<.
class constant_t < A`srmS?
{ FIJ]`
const Tp t; hZ>1n&[@
public : V+u0J"/8
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} W$}2
$}r0U
template < typename T > AAi4}
8+\
const Tp & operator ()( const T & r) const gsIp y
{ Ngrj@_J
return t; I'J-)D`
} 47&p*=
} ; 43`Atw`\
M VE:JNm
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 lo7>$`Q
下面就可以修改holder的operator=了 I0bkc3
Mf9x=K9
template < typename T > B.?@VF
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const _bCIVf`
{ UJ)(Sw
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); :9|CpC`.
} bz\nCfU
;0dl
同时也要修改assignment的operator() @Bsvk9}
G Mg|#DV
template < typename T2 > 5n=~l[O
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } Z(ToemF)hi
现在代码看起来就很一致了。 w\>@>*E>
&