一. 什么是Lambda r85Xa'hh
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ]YisZE4s
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, yNhscAMNn
2fj0 I
/%ODJ1 M
,6EZb[;g^
class filler ^*cMry
{ 3<zTkI
public : dI#8CO
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} M5cOz|j/*R
} ; `_ J^g&y~
$L<_uqSk
I{?E /Sc
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: 7"a`-]Ap
APHtJoS
+!L_E6pyXE
g:.,}L
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); *O(/UVuD\
j,|1y5f
p0[,$$pM
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 |"Xi%CQ2
E]u'MX
5oT2)yz
=BqaGXr
二. 战前分析 5I8FD".i
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。 [x$eF~Kp
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 -CU7u=*b
A]tf>H#1
Kh:#S|
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ;G%wc!
/* --------------------------------------------- */ j$|Yd=
vector < int *> vp( 10 ); G)tq/`zNw
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); E1l\~%A
/* --------------------------------------------- */ 4P O%qO
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); yv!''F:9F
/* --------------------------------------------- */ TzevC$m;z
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); X5L(_0?F1
/* --------------------------------------------- */ hdsgOu
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 8zCGMhd
/* --------------------------------------------- */ yNLa3mW
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); X>6~{3
U<gUX07
z~}StCH(
7+D'W7Yx
看了之后,我们可以思考一些问题: j^aQ>(t(9
1._1, _2是什么? D)O6|DiO
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 0'V-
2._1 = 1是在做什么? _ pH6uuB
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 A5.'h<
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 (.quX@w"m
,rH)}C<Q+
&-8-xw#.
三. 动工 ~P]HG;$?n
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: -hG 9
F)E7(Un`8
Cb@S </b
ohc/.5Kl
template < typename T > S0Bl?XsD_
class assignment _ntW}})K
{ I(?|Ox9"?
T value; ziLr }/tg
public : bn*{*=(|
assignment( const T & v) : value(v) {} 8)-t91hkL
template < typename T2 > 5QL9w3L
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } -aH?7HV}
} ; XY+aunLf
G"U>fwFuK
2W"cTm
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 AG$-U2ap
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment a_pCjG89
llZ"uTK\M
DETajf/<F
Z|Lh^G
class holder
];b!*Z
{ :i,c<k
public : ,8J*S
template < typename T > LKf5r,C
assignment < T > operator = ( const T & t) const !aW*dD61
{ :`>+f.)
return assignment < T > (t); Z z;<P
} {Jw<<<G
} ; W
&0@&U
XJxs4a1[t
zFdz]z3
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 3U9+l0mBa
od5w9E.
static holder _1; }d~FTre
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 @8<uAu%
L"[wa.<
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Z'EO
而不用手动写一个函数对象。 p=`x
hml\^I8Q>F
sen{f^U
~gi( 1<#
四. 问题分析 L$TKO,T
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。 p\]LEP\z,
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。 DO- K
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Ji}IV
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 (y+5d00
下面我们可以对这几个问题进行分析。 li_pM!dWU_
rCSG@D.
五. 问题1:一致性 [-Dgo1}Qr
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?| eVCkPv*
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ?;KJ
(@Va
3Ibt'$dK
struct holder _[OEE<(
{ ZvnZ}t>?
// 1M~:]}*<
template < typename T > .{]c&Ef+f
T & operator ()( const T & r) const 8{4D |o#O
{ Lx:9@3'7'
return (T & )r; :AE;x&
} <j8&u/Za~'
} ; fkv{\zN
N>6yacTB
这样的话assignment也必须相应改动: u.L8tR:(
g*AD$":
template < typename Left, typename Right > u&d v[
class assignment Yqhz(&*)
{ 9uq+Ve>
Left l; 8apKp?~yW
Right r; Hj4w
i|
public : x+:,b~Skk
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} hq8/`u
YF
template < typename T2 > zUUxxS_?
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } _~S^#ut+
} ; WPp\sIP
zR JKIm
同时,holder的operator=也需要改动: O->(9k <
'ZZWH
template < typename T > $:gSc&mx
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const C(|T/rQ-
{ K9N0kBJ0<
return assignment < holder, T > ( * this , t); >->xhlL*
} >*i8RqU
#2vG_B<M)
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 ! lN a`
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ?nGf Wx^
soVZz3F
return l(rhs) = r; teS0F
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 h, 6S$,UI
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: .'2gJ"?,
dR, NC-*
template < typename Tp > ZNC?Ntw
class constant_t /2\=sTd
{ nIqY}??
const Tp t; ttq< )4
public : -^xKG'uth
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} J!fc)h
template < typename T > =#")G1A
const Tp & operator ()( const T & r) const 'SD|ObBY
{ Y <i}"eI*
return t; -MW(={#
} Y./}zCT
} ; RdVis|7o
K\E]X\:
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 4C9"Q,o%&
下面就可以修改holder的operator=了 R6@~
*Qwhi&k
template < typename T > KRR^?
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const <