一. 什么是Lambda z<<aT
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 &cx]7:;
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, jmnrpXaAx
jRdW=/q+(
U09@pne8
,H su;I~
class filler ~U4;YlQP
{ 0k|/]zfb
public : *;(GL
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} v\COl*
} ; xm<sH!,j
uFi[50
y\[GS2nTX
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: a% 82I::t
&sPu3.p
Hkj|
e6
O`(it%Ho!
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); f]^ @z<FC
{S5D~A*a+
n%P,"V
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Rv+p4RgA
?x =Sm|Ej
Fd0\T#k
9\NP)Vm$^
二. 战前分析 SVyJUd_
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 =}4lx^`oeT
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 l'Z `%}R
mc5$-}1V,
`?Xt ,
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); }A_>J7w
/* --------------------------------------------- */ ~f%AbDye
vector < int *> vp( 10 ); >z a= v
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 12%4>2}~>
/* --------------------------------------------- */ -
e"XEot~
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 1HNX6
/* --------------------------------------------- */ z0&I>PG^
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ]r1C
/* --------------------------------------------- */ 2$%0~Z5
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); SxCzI$SGu
/* --------------------------------------------- */ ,_t}\7
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ;]h:63S
FUTDR-q O
'r?OzFtxh
=R\-mov$
看了之后,我们可以思考一些问题: q\5C-f
1._1, _2是什么? h!>NS ?X7
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。 5B=Wnau
2._1 = 1是在做什么? 6MRS0{
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。 6P I-"He
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。 GB_m&t
a'|Dm7'4t
UwxrYouv~@
三. 动工 6Bm2_B
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 84dej<
0<S(zva7([
@AdJu-u
6ypqnOTr
template < typename T > V_7xXuM/
class assignment :`P;(h
{ tlFc+3
T value; @'!61'}f
public : QWGFXy,=1
assignment( const T & v) : value(v) {} w]0jq
U6
template < typename T2 > gBG.3\[
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } S\UM0G}v
} ; k||DcwO
+#<"o#gZ
&hYjQ&n
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 )Z 3fytY
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment t|zLR
6Gs,-Kb:
Cx/duodp
#0 WO~wL
class holder cBA2;5E
{ ,P d2ZfZ
public : [%8+Fa~Wa
template < typename T > Vkb&'
rXw+
assignment < T > operator = ( const T & t) const ^i^S1h"
{ j{'@g[HW
return assignment < T > (t); d|sI>6jD
} fJC,ubP[5
} ; MY["
zv
Fk,3th
w,.Hdd6
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: T;< >"" T
:+,qvu!M7
static holder _1; %tzz3Y
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 m,TqyP#
g%<7Px[W
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); {:enoV"
而不用手动写一个函数对象。 6A/|XwfE/v
6dmTv9e
Z@8amT;Y
c~|/,FZU'
四. 问题分析 hK$-R1O
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 &[KFCn
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 -}juj;IVv
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 `"CF/X^
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 uS|Zkuk[!
下面我们可以对这几个问题进行分析。 u;:N 4d=f'
uyG4zV\h*
五. 问题1:一致性 ;@d<*
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ZdHWSfO)O
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 5y"yd6O]O5
"v3u$-xN1
struct holder aV(*BE/@F
{ O'-lBf+<
// 1|cmmUM-'v
template < typename T > <STjB,_s
T & operator ()( const T & r) const CsR~qQ
5
{ uYMW5k_,>
return (T & )r; ^J~}KOH
} 7F'61}qL
} ; *<#&ne8
a}c(#ZLs
这样的话assignment也必须相应改动: 1
)j%]zd2
r% '2a+}D
template < typename Left, typename Right > 5#f&WL*U@
class assignment nw5#/5xw
{ oaBfq8,;
Left l; I"JT3[*s
Right r; ESASsRzk
public : w-CuO4P
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ,_lwT}*w
template < typename T2 > 1=(i{D~
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } |$b 4{
} ; SqTm/ t
3nK'yC
同时,holder的operator=也需要改动: V`WfJ>{;Z
y~S[0]y>
template < typename T > s/To|9D
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const FJL9x,%6
{ Cm;N5i
return assignment < holder, T > ( * this , t); iy: ;g
} Y9w=[[1
\K?./*
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Y*Q(v
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
-I8%
BkqIfV%O
return l(rhs) = r; E>6zwp
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 4
|5ekwk
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: oG*lUh}
Iwn@%?7
template < typename Tp > mc$c!Ax*
class constant_t *BO4"3Z
{ 3P\I;xM
const Tp t; b]g.>$[nX
public : @e0Q+ t
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} $0W0+A$
template < typename T > iGU N$
const Tp & operator ()( const T & r) const #uXOyiE
{ *<