一. 什么是Lambda 1] j^d
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 a5a1'IVq
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, [B,'=,Hbs
%swR:Bv
L1wZU, o
P.cO6+jGR
class filler H'EY)s Hi
{ RX'-99M
public : w:}C8WKw
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 3qtr9NI
} ; qIh #~
GB>aT-G7q
Gg|M+M?+
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:TO\0]2n
nd:E9:
Ea4_Qmn
If;R?j0;Q
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 4O(@'#LLz
r,4lqar;E
X D) 8?
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 zI^Da!r.
dx@QWTNE
/THnfy\
pj!:[d
二. 战前分析 Iq^if>
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。 Hd%!Nt\u
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 y])).p P
NG" yPn
Bd5+/G=m
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Fnb2.R'+
/* --------------------------------------------- */ ;#&fgj
vector < int *> vp( 10 ); -f9]v9|l
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); UQI
f}iR
/* --------------------------------------------- */ o>F*Itr{
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); MS*G-C
/* --------------------------------------------- */ Z19m@vMsIP
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 2+.18"rvi
/* --------------------------------------------- */ *P!s{i
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ]CX[7Q+'
/* --------------------------------------------- */ |CIC$2u
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); f@@s1gdb
blahi]{Y9
#r<?v
wAFW*rO5o
看了之后,我们可以思考一些问题: v$Uhm</|19
1._1, _2是什么? `ZMK9f:
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。 *V1J4 u
2._1 = 1是在做什么? rwSbqL^eM
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。 x6;j<m5Mjx
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。 g?G+dnl/8
J#Z5^)$
zE|Wn3_sd
三. 动工 c2 *`2qK#
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: >$H|:{D
KKEN'-3
>o~Z>lr
=P`~t<ajB
template < typename T > \:v$ZEDJ>
class assignment c*;7yh&%
{ %}&(h/= e
T value; S&(^<gwl
public : ^$-Ye]<
assignment( const T & v) : value(v) {} s+Q;pRZW{
template < typename T2 > " xR[mJ@U
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 1ibnx2^YB
} ; R^n@.^8s
,*Z.
HjA_g0u
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 (qBvoLkF9N
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ys'T~Cs
@I-Lv5
v,OpTu:1
QA;!caNp
class holder Tycq1i^
{ W3rl^M=r
public :
eZL MP
template < typename T > + G;LX'B
assignment < T > operator = ( const T & t) const iY0>lDFm.
{ Pc_VY>Ty
return assignment < T > (t); JObMZA$
} }BJX/, H,
} ; Jblj^n?Bm
A8DFm{})c
zt=0o|k
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: %Dig)<yx
=IjQ4 0W
static holder _1; z@Hp,|Vy[
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 [/ M`
j_cs;G: "
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); U@F)2?
而不用手动写一个函数对象。 z[EFQ^*>
yT8=l"-[G
:+rUBYWx
O+~ 7l?o
四. 问题分析 'ZP)cI:+X
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。 =ll=)"O
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。 EU-]sTJLF
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ~9\zWRh
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 r0]4=6U
下面我们可以对这几个问题进行分析。 q|.dez'
}{[mrG
五. 问题1:一致性 )G1P^WV4
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?| n_u1&a'
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 %|"g/2sF[G
ihCIh6
struct holder '%saL >0
{ x@>&IBiL
// z=7|{ G
template < typename T > fJAnKUF)
T & operator ()( const T & r) const \qh*E#j
{ "v-(g9(
return (T & )r; !j:`7PT\
} GV.A+u
} ; I97yt[,Yy
s{bdl[7
这样的话assignment也必须相应改动: (C;I*cv
HQP}w%8x
template < typename Left, typename Right > vZj`|
class assignment h"+ `13
{ MV>$BW
Left l; ]3iH[,KU3
Right r; 1O/
g&u
public : t.Nb?/
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 2&!bfq![
template < typename T2 > 1.<q3q
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } _<c$)1
} ; %
ps$qB'
WjSc/3Qy
同时,holder的operator=也需要改动: "&.S&=FlI
kgdT7
template < typename T > R(Kk{c:-@
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const IiBD?}
{ LwcIGhy
return assignment < holder, T > ( * this , t); GB7/x*u
} Q]/Uq~m C
cD|Htt"
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 p>v U?eF
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 mTNB88p8^D
IuF_M<d,
return l(rhs) = r; Nes=;%&]G
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 _PFnh)o
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 2i{cQ96
Iq7}
template < typename Tp > vQ}6y
class constant_t b75$?_+
{ ?p<.Fv8.
const Tp t;
uw(NG.4
public : s*/ bi
W
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} yS(}:'`r
template < typename T > !~]<$WZV
const Tp & operator ()( const T & r) const }Ew hj>w
{ j^tW
Iz
return t; 39wa|:I
} ?<Wb@6kh`
} ; w;UqEC V
/H7&AiA