一. 什么是Lambda 1l5JP|x
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 +m)q% I>
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, Ipe n
Ooc\1lX
ve Tx, \6@
R_ ZK 0ar
class filler :ofBzTNwZ
{ N\NyXh$
public : *27*>W1
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} %Jp|z? [/
} ; KkcXNjPVS
/vxm"CJR
VwyVEZt
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: -MBV$:_R
5'KA'>@
s@8w-]"
-]srp;=i
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); IgIYguQ
$,3J7l3
>yB(lKV
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 TP%+.#Fu
_%/}>L>-`8
wSEWwU[
j8Cho5C
二. 战前分析 i#/]KsSp
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 q{0R=jb
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 Ts.wh>`
H[
m<RaG8
<\ `$Jx#
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ]bZ(HC?KZr
/* --------------------------------------------- */ *.#oxcll
vector < int *> vp( 10 ); gNYqAUG5
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Fv74bC%
/* --------------------------------------------- */ +Q$h ]^>~
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); #P<N^[m
/* --------------------------------------------- */ #]P9b@@e
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ,<-G<${
/* --------------------------------------------- */ C;+h.;}<D
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); (o5j'2:.
/* --------------------------------------------- */ A@hppaP!
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); M_g?<rK
]hos+;4p
*/:uV
B,b2
U*3J+Y
看了之后,我们可以思考一些问题: d?wc*N3
1._1, _2是什么? #J (~_%Wi
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.N{-2ptH
2._1 = 1是在做什么? NIdZ
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。 }}v9
`F
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。 GZI`jS"lU
I/Jb!R ~
3?2 FP|G8
三. 动工 jTO),
v:w
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: y!tC20Q
1 zw*/dp
Gx`L ks
.*m>\>Gsgw
template < typename T > C|pdv
class assignment fU=B4V4@
{ OC-gA}FZ-}
T value; I:K"'R^
public : $9Hcdbdm
assignment( const T & v) : value(v) {} y;_% W
template < typename T2 > R2Zgx\VV'
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } :#@ = B]
} ; /|*
Y2ETOr
1UPC e
lpz2 m\
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 lOtDqb&
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 6DH~dL_",%
:q#Xq;Wp
[Xb@Wh:yG
ZK>WW
class holder >=[(^l
{ v`M3eh@$A
public : dqN5]Sb2B
template < typename T > yUpgoX(6
assignment < T > operator = ( const T & t) const ;q*e=[_DF
{ On?p 9^9
return assignment < T > (t); +E{|63~q
} :Nz9xD$S5
} ; z CvKDlL
N;\'N
ne
%}%Qc6.H
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: EOCN&_Z;
-3Hy*1A.
static holder _1; *s:(jDlv
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
5~>z h
3f,hw5R
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 0tXS3+@n=
而不用手动写一个函数对象。 *{L)dW+:
9b9$GyI
{GQ^fu;q
(L/_^!ZX
四. 问题分析 NxsBX:XDn
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。 <i&_ooX
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。 tNbN7yI
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 >Z'NXha
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 _no*k?o*
下面我们可以对这几个问题进行分析。 c9&xe"v
;IZwTXu !S
五. 问题1:一致性 9po3m]|zy
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?| 0eDHu
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 f=WDR m]
=`H@%
struct holder sM `DL
{ ,,q10iF
// l4uMG]m
template < typename T > }khV'6"'|
T & operator ()( const T & r) const Q o{/@
{ 1=d6NX)B
return (T & )r; pSdI/Vj'=
} Yp^rR }N
} ; /7Cc#P6
]1#e#M]#
这样的话assignment也必须相应改动: ]H+8rY%+
lww!-(<ww
template < typename Left, typename Right > 3
:<WY&9
class assignment #."-#"0
{ $Avjnm
Left l; B#Vz#y
Right r; 7o#I,d~
public : vunHNHltW0
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} N_W}*2(
template < typename T2 > '!!CeDy
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } -"'j7t:
} ; 0=2@
3z{?_;bR
同时,holder的operator=也需要改动: |B.Y6L6l
M_/7D|xl/T
template < typename T > 7QiIiWqIWC
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const :VRNs
{ e> e}vZlX
return assignment < holder, T > ( * this , t); @tNz Q8
} $P^q!H4D
FWrX3i
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 6xTuNE1
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Jh,]r?Bd
96( v
return l(rhs) = r; )rxX+k+b/
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 8lvV4yb
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: /Kql>$I
cQCSe,$ W
template < typename Tp > S"NqM[W
class constant_t CkOz
{ ^c"jH'#.L
const Tp t; 6F!+T=
public : .sha&
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} s~ a"4~f
template < typename T > &Cr: