一. 什么是Lambda tTgW^&B
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?KN_J
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, *v+ fkg
zYL^e @
+[ zo2lBx
To`?<]8
class filler 'UxA8i(
{ {@A2jk\
public : Oq5k4
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ;qMlGXW*q
} ; V'.|IuN
pB./L&h
brWt
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: =S,<yQJ
9o`3g@6z
7 SZR#L
.Dm{mV@*T
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 5*$Zfuf
^=G+]$ 8
9x!y.gx
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 _SqrQ
v knFtpx
BE~[%6T7
;"Y6&YP<
二. 战前分析 i"xDQ$0G6
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。 5MJ'/Fy(
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 `t6L'%\
H[
q{R
;^]A@WN6_
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Mk[`HEO
/* --------------------------------------------- */ Ysu/7o4
vector < int *> vp( 10 );
ZsZ1
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Z.pw!mu"
/* --------------------------------------------- */ ^~l<N@
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); =*jcO119L
/* --------------------------------------------- */ LS'=>s"
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); V-jL`(JF%
/* --------------------------------------------- */ u#~!%~
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ?miM15XI
/* --------------------------------------------- */ RZA\-?cO)
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); @k<~`S~|
3G^Ed)JvE
@XC97kGWp
dL(|Y{4
看了之后,我们可以思考一些问题: R:N-y."La.
1._1, _2是什么? +ctv]'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。 [[Z>(d$8
2._1 = 1是在做什么? TzGm562o%
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 #LJ-IDuF!
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 /MH@>C
_
Z"X*FzFo
Ah{pidUx
三. 动工 AW5g (
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: JxJ ntsn
mC92J@m/L!
PBtU4)
6/ipdi[
_
template < typename T > \DK*>
k
class assignment 2]=I'U<E!
{ @~3c"q;i7
T value; ton`ji\^
public : uFZB8+
assignment( const T & v) : value(v) {} 0!`7kZrN
template < typename T2 > 0z7mre^Q
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } C}_:K)5q
} ; yuEOQ\!(u
Tj5@OcA$
4&hqeY3
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 yX3H&F6
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment **w~
M l?)Sc"\7
z/k~+-6O
L^1q/4${
class holder <Cu?$
{ OB^?cA>
public : UMQW#$~C{g
template < typename T > UQ])QTrZFi
assignment < T > operator = ( const T & t) const E(kpK5h{
{ `)M\(_
return assignment < T > (t); oV>AFs6
} ESjJHZoD(
} ; sJK:xk.6!
#r)1<}_e#
}lUpC}aq_
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: I@Z*Nu1L
XW_xNkpL5c
static holder _1; wx%nTf/Oa
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 a&
aPBv1
kJi&9
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ?En|
_E_C
而不用手动写一个函数对象。 G4%M$LJh
emY5xZ@N
\*!%YTZ~
V/9"Xmv75
四. 问题分析 %_R|@cyD
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 gq_7_Y/
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 )):22}I#
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 PT@e),{~o9
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 <ivqe"m
下面我们可以对这几个问题进行分析。 7M#$: Fdb
*tfDXQ^mN
五. 问题1:一致性 ddq 1NW
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?| Ms'TC;&PS
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 `I vw`} L
^Ii \vk
struct holder h9BD
^j
{ 7|M $W(P
// R!k<l<9q
template < typename T > M`+e'vdw
T & operator ()( const T & r) const [mf7>M`p]@
{ SXo[[ao
return (T & )r; E7NbPNd
} O`[iz/7m
} ; yEpN,A
8LQ59K_WX
这样的话assignment也必须相应改动: ?F87C[o
T5dUJR2k$
template < typename Left, typename Right > $dZ>bXUw:
class assignment 5} MlZp
{ ELrZ8&5G
Left l; :
>wQwf
Right r; 4&oXy,8LC
public : ,+\4
'`
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} *0&4mi8
template < typename T2 > by|?g8
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 9 yW~79n
} ; N5f0|U&
6a%:zgkOpu
同时,holder的operator=也需要改动: -_EY$?4
[Zt#
c C+
template < typename T > >^H'ZYzw
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Cwsoz
{ hVipr hC
return assignment < holder, T > ( * this , t); pqH(
Tbjq
} _<%\h?W$
jV4hxuc$
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。 VM!-I8t
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ~N{_N95!2@
BA1MGh
return l(rhs) = r; KcmDF4C2
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。 4C,kA+P
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: QxL@'n#5
J)$&