一. 什么是Lambda \zj8| +
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 qMI%=@=
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, :kY][_
qr<5z. %
Bj%{PK
!R)v2Mk|
class filler ;"joebZ/
{ E@t~juF!
public : ,6a'x~y<r
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} <bGSr23*
} ; ~(I\O?k>H
Bsz kQ>#6
3TtnLay.k
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: #<v3G)|aS
*]x]U >EF
Ae`K9
$qIMYX
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); evimnV
mKxQU0 `
!y4o^Su[
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 -fG;`N5U
U&`M G1uHe
lg1?g)lv
<k<
二. 战前分析 v
C><N
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 lv$tp,+
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 G+\2Aj
:j?Lil%R
HlI*an
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); c1MALgK~}\
/* --------------------------------------------- */ RE*UIh*O
vector < int *> vp( 10 ); 9O@eJ$
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); O]^E%;(]}i
/* --------------------------------------------- */ (zgXhx_!D
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 9.1%T06$
/* --------------------------------------------- */ fS!%qr
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); #\t?`\L3
/* --------------------------------------------- */ %G\rL.H|
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); zbi[r
/* --------------------------------------------- */ dk{yx(Ty
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ->K*r\T
4V<s"
`+]4C+w
rC/m}`b
看了之后,我们可以思考一些问题: FeSe^ ^dW
1._1, _2是什么? M@s2T|bQw
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。 L
F Z
2._1 = 1是在做什么? +XFF@h&=t
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。 &IOChQ`8P
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。 Z4E:Z}~''
_?O'65
Q> @0'y=s
三. 动工 ivw2EEo,
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: WBTX~%*U
`sJkOEc`
?L{[84GSO
uN6TV*]:
template < typename T > Wl::tgU
class assignment P) GBuW
{ \t^q@}~0Wz
T value; k\x>kJ}0
public : kQ{pFFO
assignment( const T & v) : value(v) {} ,}`II|.oB
template < typename T2 >
Sn" 1XU
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } .xCO_7Rd
} ; 3VALrb;
m:Z=: -x
yWt87+%T
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 -i?!em'J
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment SaQ_%-p
vPSH
0'z$"(6D
,$W7Q
class holder )Hl;9
{ SvDVxK
public : GG%j+Ed
template < typename T > H%Q@DW8~@
assignment < T > operator = ( const T & t) const #N@sJyIN
{ *9?-JBT&F
return assignment < T > (t); ~~:i+-[
} G~u94rw|:
} ; jIAl7aoY
ZqS'xN:k
s{`r$:!
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: i<)c4
8cR4@Hqx
static holder _1; ^Zydy
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 V0ulIKck
]rC6fNhQ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); CKNH/[ZR,
而不用手动写一个函数对象。 l)=Rj`M
jo{GPp}
RK"dPr
im4V6 f;%
四. 问题分析 YX!%R]c%
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。 Aw9^}k}UfD
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。 1&Nk
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 dl(cYP8L
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 O<."C=1~E
下面我们可以对这几个问题进行分析。 QZt/Rm>W0
2/qfK+a
五. 问题1:一致性 ]}~*uT}>
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?| 1th|n
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 >Y)jt*vQ
FU5vo
struct holder |UBR8
{ !-LPFy>
// ]%ikr&78u
template < typename T > s26:(J
[{
T & operator ()( const T & r) const 9IC"p<D
{ Hc5@gN
return (T & )r; h^?[:XBeav
} sAC1Pda
} ; @&mv4zz&W
) dwPD
这样的话assignment也必须相应改动: YDC[s ^d5
y%`^*E&
template < typename Left, typename Right > 6hAeLlU1
class assignment mY#[D;mUe
{ lNls8@
Left l; se2+X>@>
Right r; s1:UCv-%
public : $zyY"yWRZ
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} a}0\kDe
template < typename T2 > u <D&RT
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } :$dGcX}
} ; E3_EXz9h
1LT)%_d@
同时,holder的operator=也需要改动: tiI>iP`!
<;phc~0+
template < typename T > <y(>z*T;
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const (#X/sZQh
{ j}#48{
return assignment < holder, T > ( * this , t); 3Ki`W!C
} r >u0Y
P_,f
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。 ATk>:^n
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 `c(,_oa{
N[){yaj
return l(rhs) = r; o/2\8
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。 `f8{^Rau
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: gO gZ
MU-ie*+
template < typename Tp > Xr6lYO _R
class constant_t ce1KUwo]
{ 'O
\YL(j_e
const Tp t; %:YON,1b=7
public : p_!Y:\a5
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} VKS:d!}3E
template < typename T > DU({Ncge
const Tp & operator ()( const T & r) const 8!4=j
{ &