一. 什么是Lambda DTJ~.
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 6~}=? sX4
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, 1W;+hXx
u[cbRn,W
;8UNM
ne;,TJ\
class filler &oAuh?kTq
{ jtd{=[STU
public : \n /_Px
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} [t0gX dU6
} ; 5~ jGF
_7 n+j
>WDb89kC=
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: {At1]>
]2v31'
S c@g;+#QU
}<XeZ?;
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); vZ|m3;X
Bm^vKzp
-N9U lW2S
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 lPx4I
2&P'rmFm
fLPB *y6
n|{x\@VeF
二. 战前分析 i 1
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。 \<V{6#Q=
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 uTOL
.\i9}ye
y|c]r!A
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); _e/vw:
/* --------------------------------------------- */ m,Os$>{Ok
vector < int *> vp( 10 ); Z!tt(y\
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); rjfQ\W;}U
/* --------------------------------------------- */ x@Q}sW92
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); qc@CV:
/* --------------------------------------------- */ 5.idC-\
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 1 aIJ0#nE
/* --------------------------------------------- */ TVYO`9:CW
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ?. CA9!|
/* --------------------------------------------- */ @|r*yi
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); wS8qua
nIXq2TzJ
:fo%)_Jc!
+xB!T1pD
看了之后,我们可以思考一些问题: 3_ObCsJ#,
1._1, _2是什么? lO)p
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 t[7YMk
2._1 = 1是在做什么? O[Nc$dc
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。 wB"&K;t
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。 4km=KOx[
c7S<ex,
f |aO9w
三. 动工 / [:@j+n\
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 7@MVInV9
T|r@:t[
S+_}=25
tOS%.0W5J
template < typename T > HuCH`|v-
class assignment _! \X>rfz
{ rAk*~OK
T value; '^n2]<
public : ^uC1\!Q1
assignment( const T & v) : value(v) {} ZA+$ZU^
template < typename T2 > J?u",a]|H"
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } <#LHL
} ; 5"k_Ms7R,
vY6eg IO
;?bRRW
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 *p p1U>,
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment eQJLyeR+
R7( + ^%
lB.P
U*1rA/"n
class holder U3az\E)HV
{ 8Q?)L4.]
public : p%_r0
template < typename T > DBbmM*r
assignment < T > operator = ( const T & t) const -Z)$].~|t
{ ct fKxGH
return assignment < T > (t); DSD#',
} \snbU'lfP
} ; H>a3\M
VTy!<I
3Ud&B
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: 'R99kL/.N
s>E4.0[I%
static holder _1; |l`X]dsfQ
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 t&eY+3y,T
zH}u9IR3`
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); D3vd O2H
而不用手动写一个函数对象。 ,m9Nd "6\
A:0
L*Xn!d%
n!A')]y"
四. 问题分析 v6;XxBR6
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。 e#)}.
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。 dGrOw)
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 5d<-y2!M
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 coiTVDwA
下面我们可以对这几个问题进行分析。 j"yL6Q9P
Xo;J1H
五. 问题1:一致性 [P`Q_L,+
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?| #c./<<P5}
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 _T<ney}Y<
>5i1M^g(
struct holder m%'9z L c
{ HkGzyDt
// g=:%j5?.e
template < typename T > jrvhTej
T & operator ()( const T & r) const KSMe#Qnw
{ !nU
return (T & )r; `3*>tq
} w1h07_u;v
} ; *Iyv${
76
#
这样的话assignment也必须相应改动: w[n|Sauy,
3T|:1Nw
template < typename Left, typename Right > gjk=`lU
class assignment rbqH9 S
{ VABrw t
Left l; ig7)VKr
Right r; g*AnrQ}P
public : *B#<5<T
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 5MO:hE5sm
template < typename T2 > BAx)R6kS;
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } JOx75}
} ; ^Qs-@]E-
{uDL"~^\
同时,holder的operator=也需要改动: ak;fCx&
hJrxb<9@Y0
template < typename T > P5%DvZB$w
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const AuX&
{ tQF7{F-}
return assignment < holder, T > ( * this , t); f)vD2_E
} jCtl
]
r9yUye}
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。 q;}^Jpb;
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 t&ztY]
qh
xEOR\(Z^
return l(rhs) = r; 6Bo~7gnc
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。 DOw<
XlvC
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: _2<|0lvh
f]0kG
template < typename Tp > 9c}LG5
class constant_t );@@>~
{ LyS139P$
const Tp t; f>;5ZE4Zu
public : tI{pu}/"#
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} #z6RzZu
template < typename T > nv2Y6e}dG
const Tp & operator ()( const T & r) const mO?G[?*\
{ wGBQ.Ve[
return t; '.#KkvE##
} aGr(djD
} ; (t&P.N/
/#G^?2oM
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 O (tcu@vfl
下面就可以修改holder的operator=了 q(\$-Dk.Vv
k&n7_[]n
template < typename T > pW:U|m1dS
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const KJ.ra\F
{ ST'L \yebc
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 'B8fc-n
} SrN0f0
ad&Mk^p
同时也要修改assignment的operator() oB&s