一. 什么是Lambda uo(LZUjPbN
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 y1[@4TY]
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, 2B5Ez,'#x
xNa66A-8
X&Sah}0V&
Ul3xeu
class filler G<]@nP{P
{ /2MZH
public : #w8.aNU+]
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} h iK}&
} ; ZE1${QFkG
[)il_3t
rq1zvuUx
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 43 <i3O
irP*:QM
{,?Gj@$
p#3G=FV
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); LI^D\
hegH^IN M
):A.A,skf
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 "-j96
KD
BuUM~k&SY
KC%&or
o 9(x\g
二. 战前分析 8 qZbsZi4
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。 ZI8@ 6 L\
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 "KSdC8MS
/LtbmV
)-Z*/uF^
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); q8,,[R_
/* --------------------------------------------- */ J)|I/8!#
vector < int *> vp( 10 ); 5X+`aB
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); O65`KOPn
/* --------------------------------------------- */ 3en67l
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); N\B&|;-V
/* --------------------------------------------- */ dVj2x-R)
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); .R"VLE|
/* --------------------------------------------- */ WQ[nK5#
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); OZe&p
/* --------------------------------------------- */ 1.3dy]vG
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); _.V5-iN
YX-j|m|
UCfouQ Cj
RH<2f5-sC!
看了之后,我们可以思考一些问题: pC,[!>0g8
1._1, _2是什么? ?{aJ#w
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。 Gt*K:KT=L
2._1 = 1是在做什么? v+ in:\Dv
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。 @9_mk@
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。 OzrIiahz/
YSt*uOZK
e3TKQ(
三. 动工 fv+ET:T%
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Bt}90#
v"ORn5
oj Y.6w
L +Uq4S^
template < typename T > xcWR#z{z
class assignment JfWkg`LqL
{ ~&T U
T value; / kK*%TP
public : dV
:}
assignment( const T & v) : value(v) {} (:OMt2{r
template < typename T2 > |rk.t g9
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } qm><}N7f
} ; iw/~t
N6-7RoA+
bk<Rp84vL
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 g_c@Kyf
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment k6ry"W3
:23S%B~X
)2Sh oFF
P:.jb!ZU
class holder ri8=u$!
{ E7\K{]
public : LJPJENtFIs
template < typename T > [T =>QS@g
assignment < T > operator = ( const T & t) const WJONk_WAc
{ L%Zr3Ct
return assignment < T > (t); 'pIrwA^6N
} :s_.K'4?a
} ; "A+7G5
,.ivdg(/
mm+V*L{x
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: "i#g [x
jXf@JxQ
static holder _1; }W:Z>vam+
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 zCo$YP#5_
"Tser*i )
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); $%bd`d*S
而不用手动写一个函数对象。 pp(09y`]
5\h 6"/6Df
[06m{QJ)1
U"8Hw@
四. 问题分析 hzM;{g>t
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 P-2DBNB7
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ;E
9o%f:o
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 :$u[1&6
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 M| Gl&
下面我们可以对这几个问题进行分析。 %/e'6g<
,5Wu
五. 问题1:一致性 c]x-mj =
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?| a_}C*+D
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 KH?6O%d
[Lji LKW
struct holder D6@ c|O{Q
{ V1M|p!
// 8*/;W&7y
template < typename T > HN367j2 e
T & operator ()( const T & r) const PQlA(v+S
{ AcnY6:3Y|
return (T & )r; z{Yfiv\-r
} DjK7_'7(L
} ;
5TpvJ1G
$S<B\\
%
这样的话assignment也必须相应改动: 3AdYZ7J
R- >~MLeK]
template < typename Left, typename Right > 9O&gR46.
class assignment =PA?6Bm
{ ~Sb)i f
Left l; [!;sp~
Right r; ;\A_-a_(#
public : 6;Z`9PGp
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} _Cz98VqRk
template < typename T2 > .u
ikte
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } )=gU~UV
} ; u*%mUh
BJ3<"D{.*4
同时,holder的operator=也需要改动: 1ED7.#g
Eh;Ia6}
template < typename T > r6\g#}
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const <-N eusx%
{ I`XOvSO
return assignment < holder, T > ( * this , t); <<S4l~"o
} U%r{{Q1
"JmbYb#Z
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 d(t)8k$
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 X~m57bj
@=w)a
return l(rhs) = r; z^gz kXx7
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。 2u_=i$xW
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ,B;mG]_
<5KoK!H
template < typename Tp > jo"+_)]
class constant_t +Q_xY>ej
{ qDswFs(
const Tp t; jS3@Z?x?*
public : ?xKiN5q"6
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 6T~+vT
template < typename T > QP<P,Bi~
const Tp & operator ()( const T & r) const |af<2(d
{ N0lFx?4
return t; vr47PM2al
} A|IPQ=
} ; Th,]nVsGs~
>@4Ds"Ye"O
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 yT3K 2A
下面就可以修改holder的operator=了 _kOuD}_|
;/m>c{
template < typename T > ~:!&