一. 什么是Lambda L T.u<ThR}
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 p;P"mp\'
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,
,'KS:`m!
?c$z?QTMJ
k/hD2tBLu
de&*#O5
class filler L7}dvdtZ0
{ f
<,E
public : 'DDlX3W-
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Tgf#I*(^]
} ;
dkr[B'n
FM80F_G^z
)$.::[pNA
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: .d4L@{V
9;L5#/E
fs:%L
- s}
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ,/XeG`vk
s\CZ os&
A$H;2T5N
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Q^|ZoJS
I 19 /
S1!X;PP/
z;#DX15Rj
二. 战前分析 g ss 3e&
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 L355uaj
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 IO*}N"
^iHwv*ss
t,f)!D$
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ;F/yS2p
/* --------------------------------------------- */ 5 }pn5iI
vector < int *> vp( 10 ); ]I+"";oQGB
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); }u>F}mUa
/* --------------------------------------------- */ lVw77bZ
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); n B5 :X
/* --------------------------------------------- */ b%TS37`^[
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); doERBg`Jh
/* --------------------------------------------- */ MHm=X8eg
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); x$6`k
/* --------------------------------------------- */ d,c8ks(
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); U)PNY
aLWNqe&1
>`3wEJ"<
|\Zs oA
看了之后,我们可以思考一些问题: %/K'VE6pb
1._1, _2是什么? fW'@+<b
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 /|)VO?*D
2._1 = 1是在做什么? ]z%X%wL
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 5Dhpcgq<<
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 {D6E@a
kwcH$w<I
h0=Q .Yz6
三. 动工 (F<VcB
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ~"Kf+eFi
BkH- d z
&7}\mnhB
G<5i %@
template < typename T > |9Gng`)
class assignment &V$qIvN$
{ Zgw;AY.R>
T value; ':mw(`
public : T~238C{vh
assignment( const T & v) : value(v) {} o9j*Yz
template < typename T2 >
/z0X
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } RSK~<Y@]q{
} ; o:p6[SGd
hJkSk;^
J0 [^hH
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 "5 /i
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment iq25|{1$
&V.\Svm8]
THQd`Lj
({R-JkW:;
class holder l[MP|m#
{ $s*nh>@7
public : $,/;QP}
template < typename T > QM"\;l??
assignment < T > operator = ( const T & t) const d~G, *
{ c"pI+Q
return assignment < T > (t); s!vvAD;\
} go6XUe
} ; {pV\]E\]
SRUg2)d
zKY 9'y
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>*D@TrU
xla64Qld
static holder _1; y4V~fg;
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ke+3J\;>
(9"w{pnlLc
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); q{fgsc8v\
而不用手动写一个函数对象。 0TD cQ
:c*_W
/
_F2R
x@Y
U)f;*{U
四. 问题分析 xg|\\i
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。 Y<x;-8)*
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。 #><P28m
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ^:Mal[IR
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 JQo"<<[
下面我们可以对这几个问题进行分析。 bv NXA*0
V!|:rwG2
五. 问题1:一致性 k\ 2.\Lwb
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^a&@?(+
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ;fdROI
!LG 5q/}&
struct holder l/wdu(
{ IbC8DDTD
// ,y>%m;jL
template < typename T > ;Sc}e/WJj
T & operator ()( const T & r) const
@hb K
{ DX*eN"z[
return (T & )r; L"_l(<g
} oy;g;dtq
} ; rt_k }
cE|Z=}4I7
这样的话assignment也必须相应改动: c2tf7fkH
b3zxiq
x
template < typename Left, typename Right > s`Y8&e.Yr
class assignment -msfiO
{ \8KAK3i'
Left l; + YjK#
Right r; rryC^Vma
public : *ommU(r8
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 2b[R^O}
template < typename T2 > qwERy{]Sp;
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } :4 &q2-
} ; \\Z{[{OZ
&e-MOM2&
同时,holder的operator=也需要改动: #Yqj27&
<r8sZrY
template < typename T > 5>S<9A|Q
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const aw3 oG?3I
{ ,>AA2@6zMT
return assignment < holder, T > ( * this , t); RTLA*
} >" z$p@7
:vsF4
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。 bg =<) s
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 PQ#zF&gL9t
vi4lmkyh^
return l(rhs) = r; -;i vBR
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。 MYmH?A
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: LdPA`oI3j
5Nt40)E}sN
template < typename Tp > BDO]-y
class constant_t \qo}}I>e
{ 0+iaO"%
const Tp t; iB1+4wa
public : [s}nv]
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Uyuvmt>
template < typename T > .?Pghqq.
const Tp & operator ()( const T & r) const e2}5<
7
{ 4GL-3e
return t; FxkxV GZ"
} 6>hW.aq}
} ; HRG2sv T4t
CY4ntd4M
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 $ YPU(y
下面就可以修改holder的operator=了 HQ7
/}ADV2sF
template < typename T > A_ftf7,
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const -(Z%?]+
{ T1([P!g*
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); /Cl=;^)
} Gy3t
d~>d\K%v
同时也要修改assignment的operator() ,WA[HwY-
H[u[3
template < typename T2 > WlF}R\N!
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } z0v|%&IK