一. 什么是Lambda Fx5ZwT
t
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 PY-+ Bf
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, 5qiI.)
)-q\aX$])
N5KEa]k1nw
xD0NZ~w%
class filler ((cb4IX
{ >b43%^yii
public : F"=Hp4-C
void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
QP V@'.2m
} ; RM#fX^)=
3G.r-
Z8fJ{uOIL
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: $l#{_~
"m7
0[i}rC9&
.HCaXFW
fCr\u6Tb
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); |K)p]i+
3`ml;
L?D
_ .!aBy%xf
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 pX^=be_
&M=3{[
Ju4.@
O a1'oYIHg
二. 战前分析 T*R{L
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 cafsMgrA
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ;.AV;C"
@ge
LW!
zu C5@jy.x
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); b@!:=_Mr
/* --------------------------------------------- */ F: ,#?
vector < int *> vp( 10 );
aH
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ^6#-yDZC@
/* --------------------------------------------- */ !%V*UR9
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); <uC<GDO
/* --------------------------------------------- */ Wxc^_iqA1
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); j)BQMtt&U
/* --------------------------------------------- */ T(gg>_'jh
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); hRLKb}
/* --------------------------------------------- */ Y6a$gXRT
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); :v|r= #OI
iXt4|0
uPM8GIvZX.
&@-1"-H
看了之后,我们可以思考一些问题: ,<`|-oa
1._1, _2是什么? pg5@lC]J
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。 bCH*8,Bmh
2._1 = 1是在做什么? F+lm [4n
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。 Vi Cg|1c
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。 07~pf}
!pG+Ak?
2O}s*C$Xav
三. 动工 de*,MkZN
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: (YaOh^T:|
L3-<Kop
1v>
WHZe)|n
template < typename T > Q=)"om
class assignment e);bF>.~
{ 1\M"`L/
T value; ,Zf
:R
public : Y*]l|)a6_]
assignment( const T & v) : value(v) {} =U)n`#6_j2
template < typename T2 > %4QoF
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } U[K0{PbY
} ; yffU%
)
GapX$Jb,p
XhJ P87A
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 )Tyky%P+iI
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment X}n&`y{/
8=ukS_?Vy
9Bbm7Gd
E.5*Jr=J
class holder x= vE&9_u
{ eG[umv.9b
public : /j=DC9_
template < typename T > Vq)|gF[6i
assignment < T > operator = ( const T & t) const |j.KFu845
{ 2@=cqD7x
return assignment < T > (t); #*ZnA,
} u"Hd55"&
} ; `uaD.m$EJ
N9>'/jgZX
TnMVHO-
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 8CN7+V
+Y.uZJ6+
static holder _1; *`QdkVER
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Qw{\sCH>
LB64W ;#h
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ZmR[5 mv@
而不用手动写一个函数对象。 h~=\/vF
-x3tx7%
K{r1&O>W
ba:mO$
四. 问题分析 1o5Y9#7
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。 9$4/frd
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 TGt1d
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 6\S$I5
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 YiQeI|{oN
下面我们可以对这几个问题进行分析。 xTksF?u)
X'3`Q S:!
五. 问题1:一致性 4E>/*F!
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?| C^8)IN=$
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 U d=gdsL
3 DO$^JJ.
struct holder C.9eXa1wkT
{ )T$fk
// bTo@gJkn
template < typename T > 0D]Yz`n3
T & operator ()( const T & r) const !Sy'Z6%f
{ YCLD!S/?
return (T & )r; Z%HEn$t
} lJz?QI1
} ; "DcueU#!
< 4EB|@E
这样的话assignment也必须相应改动: *F%ol;|Q
&:e}4/G
template < typename Left, typename Right > D0E"YEo\nv
class assignment 6UzT]" LR;
{ j
O5:{%
Left l; ym,Ot1
Right r; n\8[G[M
public : n[cyK$"
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} #&`WMLl+8
template < typename T2 > &Ow?Hd0
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ^1FZ`2u;
} ; ;P0Y6v3
&L~31Ayj&
同时,holder的operator=也需要改动: )(|0KarF
p TV@nP
template < typename T > 4f @\f7\
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const :]z-Rz
{ KHs{/
return assignment < holder, T > ( * this , t); Mbi+Vv-
} ~bWWu`h
Z$m2rZ#
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 \qd)l
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 pi l*/&pB
h
C`p<jp/
return l(rhs) = r; B|
0s4E
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 j C1^>D
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 4kY{X%9
e#eO`bT
template < typename Tp > ^N}~U5
class constant_t <+1w'-
{ ZD] '$
const Tp t; q$2taG}
public : *,*:6^t
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} \g6 #MNW
template < typename T > o)'=D(
const Tp & operator ()( const T & r) const Vx4pP$S
{ 0&