一. 什么是Lambda 1LT)%_d@
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 E/Eny5
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, hTf]t
:7@"EW
6=MejT
=36vsps=
class filler >c5Vz^uM{4
{ FFK79e/5
public : !gW$A-XD
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ce1KUwo]
} ; $9M>B<]
s80:.B
ofj7$se
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: V.: a6>]
J0C<Qb[
>p}d:t/
s|"V$/X(W
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); D0us<9q
Bwn9ZYu#r
-TjYQ
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 :-Ho5DHg
@@'zMV%
s7D_fv4e
eP(%+[g
二. 战前分析 9kH~+
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 MS_&;2
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ipw _AC~
--Dw8FR9
rcF;Lp :
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); (GMKIw2
/* --------------------------------------------- */ ^qIp+[/'
vector < int *> vp( 10 ); +}I[l,,xy
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); hG2btmBht
/* --------------------------------------------- */ >O9j},X
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 1LJ
?Ka[_*
/* --------------------------------------------- */ E`=y9r*Z
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); nyw, Fu
/* --------------------------------------------- */ )j',e$m
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); vD[@cm
/* --------------------------------------------- */ i"F'n0*L
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); UH%oGp$ykX
Ty*ec%U9F
?0DCjh8We
InH
R>,
看了之后,我们可以思考一些问题: 7I&7YhFI
1._1, _2是什么? Y)hLu:P]
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 a_`E'BkgU
2._1 = 1是在做什么? zb?wlfT
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 >|o-&dk
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 -=Q_E^'
}2:bYpYQ
^t*+hFEI
三. 动工 Jk}L+Xvv
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 69dFd!G\
l0U6eOx
_ZzN}!Mye
SR*%-JbA
template < typename T > ]n _-
class assignment T
2x~fiM
{ xp)#a_}
T value; `yP-,lA$
public : R`76Ae`R8
assignment( const T & v) : value(v) {} q[M7)-
template < typename T2 > [9BlP
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 1.p?P]
.
} ; IywovN Tr
>u*woNw(XM
i>ORCOOU
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 6N~ jt
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Gxi;h=J2)>
@tEVgyN
Wq<>a;m
pcur6:8W!
class holder +A~lPXAXW
{ @
RTQJ+ms
public : J:?t.c~$o
template < typename T > 2O<Sig=
assignment < T > operator = ( const T & t) const jph~g*Z
{ wS``Q8K+dM
return assignment < T > (t); px//q4U
} n 8AND0a1C
} ; sn5N9=\+T
d2.n^Q"?3
5\R8>G~H
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: nz+o8L,
"Y(S G
static holder _1; JO :m:
M
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 k\ I$ve"*
"5{Yn!-:
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); *9PS2*n
而不用手动写一个函数对象。 U?$v1 ||
MYN1zYT6j
hZ2PP ^
=_^g]?5i
四. 问题分析
`d
OjCA_&
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 OR?8F5o?p
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 AQQj]7Y
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ]"/ *7NM
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Z
NCq/
下面我们可以对这几个问题进行分析。 p-*BB_J"
B2845~\.
五. 问题1:一致性 f{3FoN=z
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| }Ecm
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 < "~k8:=4
5+ fS$Q
struct holder 5)T{iPU%X
{ _ORW'(:Z
// e}K;5o=I
template < typename T > f_Wn[I{
T & operator ()( const T & r) const =WO{h48]
{
K[?wP>s
return (T & )r; *Gu=O|Mm
} }DZkCzK
} ; TzK?bbgr!
NoKYHN^*w
这样的话assignment也必须相应改动: |ZZ3Qr+%S
@&EP&
$*
template < typename Left, typename Right > m|f|u3'z$
class assignment "4"L"lJ
{ dDm<'30?*v
Left l; OmoY] 8N}
Right r; E&[ox[g{
public : K} ;uH,
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} VFYJXR{
template < typename T2 > 0j_!)B
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } {?m',sG;&
} ; wkIH<w|jb
w6wXe_N+M
同时,holder的operator=也需要改动: i,)kI
r;Dl
template < typename T > ]]7s9PCN
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 9]7^/g*!
{ eA+6-'qN
return assignment < holder, T > ( * this , t); tGf
} |UlScUI,
M~"K@g=Wr
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。 (JF\%Yj/
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 wiFckF/
3gGF?0o
return l(rhs) = r; `[:f;2(@
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。 |5FyfDaFBX
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: HZP`u >.
H7\EvIM=
template < typename Tp > =XWi+')
class constant_t bF}~9WEa
{ #cmj?y()
const Tp t; xUeLX`73
public : \?GMtM,
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} M"V?fn'
template < typename T > :|fzGf
const Tp & operator ()( const T & r) const 4~Z\tP|Q.
{ a"ht\v}1
return t; Z-/ E$j
} M VsIyP
} ; fYH%vr)
k'S/nF A
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 jmAWto}.
下面就可以修改holder的operator=了 ,7/N=mz
9cj:'KG)!
template < typename T > \6sp"KqP
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 2>UyA.m0
{ #^eviF8
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); T$RZRZo
} paiF ah
g8B@M*JA
同时也要修改assignment的operator() cQN}z
Ke
!qy/'v4
template < typename T2 > k.rZj|7 L
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } v_oNM5w
现在代码看起来就很一致了。 n32BHOVE
mF#{"
六. 问题2:链式操作 /tV)8pEj
现在让我们来看看如何处理链式操作。 nC2A&n