一. 什么是Lambda S(eQ{rSs
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 L$v^afP?
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, T&"i _no*
;eB ~H[S/
9vGs;
f%qt)Ick
class filler ?Ce#BwQ>
{ Vs0 SXj
public : ":?T%v>
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} \ SCy$,m
} ; `kN#4p
~KIDv;HSb[
jkrx]`A{~
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: {GqXP0'
=
Rc"^oS
`kBnSi o~
Ln#a<Rx.E7
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); bNzqls$
}3/~x
vrl[BPI
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 *ftC_v@p5
h!]"R<QQdu
X.|Ygx
v1[_}N9f>H
二. 战前分析 0^ !Gib
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。 {0jIY
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 nZvU'k:
J0<p4%Cf
f5dR 5G
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); l`n5~Fs
/* --------------------------------------------- */ a,Kky^B
vector < int *> vp( 10 ); j=sBq.S
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); R e:T9K'e
/* --------------------------------------------- */ /-*hjX$n
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); \MYU<6{u
/* --------------------------------------------- */ KHj6Tg;)
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 6!7Pm>ml
/* --------------------------------------------- */ +$beo2x6
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); I
,FqN}
/* --------------------------------------------- */ M?6;|-HH
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); s^|\9%WD
99ASIC!
KjR4=9MD
Uxl(9 6
看了之后,我们可以思考一些问题: pVokgUrC
1._1, _2是什么? Wpm9`K
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。 H*!5e0~rR
2._1 = 1是在做什么? 4Z%Y"PL(K
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。 X.J
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。 /#q")4Mf
|+ 7f2C
Q)6va}2ai
三. 动工 Kr3];(w{
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: CI^|k/
B\<ydN
a?<?5
@!H
'+c
template < typename T > ;~tsF.=
class assignment xUj2]Q>R+
{ N~#D\X^t.
T value; ~Yl$I,
public : ; h+ q
assignment( const T & v) : value(v) {} :0Te4UE;P7
template < typename T2 > Ee?;i<u
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } (:} <xxl
} ; zHFTCL>"
Wvr+y!F
OlcP(
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 4]BJ0+|mT
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment nP_=GI
x0x $ 9
Zc\S$+PM
,olwwv_8G
class holder @\!!t{y
{ F.KrZ3%4iB
public : fPE ?hG<x
template < typename T >
^CQ1I0
assignment < T > operator = ( const T & t) const O)5#Fcp(
{ ]gP8?s|
return assignment < T > (t); UH40~LxIma
} c^-YcGwa
} ; xyV]?~7
9.8,q
)fCMITq.|
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: f'_S1\
\!PV*%P
static holder _1; Jr?!Mh-
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 t,Q'S`eTU
A+2oh3
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); TzY!D*%z
而不用手动写一个函数对象。 6UB6;-
z6Z='=pT
#<}kISV0
QN #)F
四. 问题分析 :0dfB&7
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。 !fZLQc
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。 {y/-:=S)A
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 \\iK'|5YG
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 $h]NXC6J
下面我们可以对这几个问题进行分析。 RUc \u93n
*R!]47Y d
五. 问题1:一致性 00qZw?%K
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| QZ0R :TY
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 w{P6i<J
62NkU)u
struct holder | XLFV
{ .nPL2zO
// Qi|?d7k0
template < typename T > vTcZ8|3 e
T & operator ()( const T & r) const &?}1AQAYg
{ th Q J(w
return (T & )r; @ay|]w
} P8]ORQ6ZF
} ; C,='3^Nc
ReqE?CeV
这样的话assignment也必须相应改动: 8q*";>*
<|Iyt[s
template < typename Left, typename Right > V
Qh/
class assignment ,Z4^'1{D
{ .' IeHh
Left l; k) 3s?
Right r; uf?b%:A
public : Wa}"SqYr h
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :5<#X8>d
template < typename T2 > .J:;_4x
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } #}j]XWy
} ; Av[Ud
*~
X=#It&m%s
同时,holder的operator=也需要改动: AA_@\:w^
ywe5tU
template < typename T > 2moIgJ
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 5"e+& zU~f
{ F%y{%
C7l
return assignment < holder, T > ( * this , t); QP<FCmt8
} ?GfxBZWJ
s!i:0} U
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 2i"HqAB
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 %U:C|
|87W*
return l(rhs) = r; lkN'uZ
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 E7gL~4I
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ,-!2 5G
^Bn1;
template < typename Tp > PgTDjEo
class constant_t ktWZBQY
{ PMsC*U,oe
const Tp t; "bi !=
public : 8}9Ob~on
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} YVJ+'
A=|
template < typename T > uYY=~o[
Tw
const Tp & operator ()( const T & r) const *H?t;,\
{ `TkbF9N+
return t; h\2}875
} 2$
} ; -2z,cj&E{
CBIT`k.+
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 -@#Pc#
下面就可以修改holder的operator=了 !&\meS{
!2wETs?
template < typename T > VZIKjrKs
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 6g8M7<og9R
{ ?&XzW+(X
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ,Z?m`cx
} #[Z<