一. 什么是Lambda N!c
gN
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 vgThK9{m;
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, 8Q(8b@ZO,
n9]
~
P%)b+H{$h
38Efp$)
class filler X| <yq
{ fj+O'X
public : !^v\^Fc
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} WQKj]:qk0
} ; OKPJuV`y6
_tWE8r,
GV6mzD@<
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: q-IWRb0j%a
v8'5pLt"
>S.91!x
=x
H~ww (D
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 6N3@!xtpi
*Hunp Y
*s\sa+2al
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 /80YZ
.'lN4x
3dm'xetM
Ef,Cd[]b
二. 战前分析 >FF1)~
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。 [hHG.
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 jVYH;B%%z
w+_Wc~f
7#pZa.B)k
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); }4h0bI
/* --------------------------------------------- */ ym%o}(v-
vector < int *> vp( 10 ); d~`-AC+
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); W4vBf^eC
/* --------------------------------------------- */ RIjM(P
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); D]u=PqHk2
/* --------------------------------------------- */ /b{HG7i\
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); [`nY2[A$
/* --------------------------------------------- */ 9L"?wv
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ;BVDt
/* --------------------------------------------- */ } yq
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); euZI`*0
-3vh!JMN
968^ "T#
E em
g
看了之后,我们可以思考一些问题: $?f]ZyZr.
1._1, _2是什么? ";dU-\3M
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 e/94y6*>
2._1 = 1是在做什么? [z+x"9l0!
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 >EIrw$V$
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。 x'i0KF
#LWg" i
a))*F!}c
三. 动工 B.K4!/cF
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 3;Hd2 ;G
2AK}D%jfc
s0!kwrBsp
voh^|(:(TH
template < typename T > $1e pf
class assignment 6~@5X}^<0
{ usH%dzKK
T value; ]l&'k23~p
public : o#}mkE87
assignment( const T & v) : value(v) {} \ V?I+Gc
template < typename T2 > }Vl^EAR
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } [YE?OQ7#
} ; FL&dv
TQ-KkH}y
jL_5]pzJ
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 a8QfkOe
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment }]GbUC!Zb
4J}3,+
!.eAOuq
sam[s4@eQ
class holder F*\4l;NJ
{ wY`#$)O0*
public : ZIW7_Y>_
template < typename T > K~@`o-Z[
assignment < T > operator = ( const T & t) const O6]u!NqG
{ ]_#SAhOR)
return assignment < T > (t); {AgBwBCE
} ^A#x<J+
} ; !gJzg*{u@
NWnWk
U8[Qw}T P
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: )_Iz>)
{aIZFe}B
static holder _1; dEET}s\
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 y@ . b
4
3?^NN|xg
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); a7*COh
而不用手动写一个函数对象。 ]bu9-X&T&
xVTo4-[p
UN(3i(d
)Ga8`t"
四. 问题分析 PW)8aLU
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。 8_X.c
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。 H &fTh
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 nl9kYE
[
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 :`5;nl63
下面我们可以对这几个问题进行分析。 )f[C[Rd
%mL5+d-oP
五. 问题1:一致性 XHNkQe
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?| ==` Pb
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 %ET
#
z!
?RJdn]`4j
struct holder 07Y_^d
{ i'iO H|s
// nF|Oy0
template < typename T > kyu2)L2u
T & operator ()( const T & r) const !mae^A1
{ B,MQ.|s[
return (T & )r; P
eHW[\)
} +Lhe,
} ; q#m!/wod
J@gm@ jLc
这样的话assignment也必须相应改动: "u5KbJW
$E @ouX?
template < typename Left, typename Right > jJ<;2e~OW
class assignment AHWh}~Yi
{ X98#QR#m
Left l; BjB&[5?z
Right r; "]<w x_!+}
public : 6+?wnp-
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 4uPH
template < typename T2 > H7}g!n?
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } L9$&-A9ix
} ; T?#s'd
i0b.AA
同时,holder的operator=也需要改动: \#2
s4RCji
{dBB{.hX
template < typename T > ^8Z@^M&O"
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const uct=i1+ fE
{ y]7%$*
<
return assignment < holder, T > ( * this , t); jQ)L pjS1
} re/xs~
/Bh>
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。 {x9j_/R
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Xout:dn
[.ey_}X8
return l(rhs) = r; 2'Y{FY_Z
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。 PY2[S[
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: }\DAg'e)
, !r@9T
template < typename Tp > *|^,DGfQ6
class constant_t :q(D(mK
{ Ca
X^)
const Tp t; 'V1!&Q