一. 什么是Lambda Wov_jVdN\
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 wOP}SMn
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, l@
K<p
x@ )u:0
HmKE>C/
b/`'?|
C
class filler j|9 2
g
{ I1jF`xQ&0
public : w4mL/j
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} |d8o<Q
} ; vC1 `m
(@9-"W
`x3c},'@k
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: &~EOM
|V5H(2/nk
aDESO5
ho. a93
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 4{=Em5`HbO
{s]eXc]K}
gB#t"s)
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 <T>f@Dn,
WqO*vK!t
c`cPGEv
Yy]Henw;
二. 战前分析 $ hapSrS
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。 (H7q [UG|
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 $I%]jAh6
.*{LPfD|
H{If\B%1t
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 3ly|y{M",
/* --------------------------------------------- */ fQdQ[
vector < int *> vp( 10 ); .'M]cN~
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); a>6p])Wh
/* --------------------------------------------- */ \uH;ng|m
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); n&^Rs)%v
/* --------------------------------------------- */ ek<U2C_u#
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); z!tHn#
/* --------------------------------------------- */ 1?;s!6=
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); IZGty=Q_
/* --------------------------------------------- */ @NZ?D0"
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); W=drp>Uj
{fWZ n
Sk xaSJ"
#+$z`C`
看了之后,我们可以思考一些问题: Bs*s8}6
1._1, _2是什么? 8in8_/x
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。 r QF%;
2._1 = 1是在做什么? SrxX-Hir
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。 9S}PCAA;
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。 ` $}[np|
q%l<Hw6{z
b1+Nm
三. 动工 MWB?V?qPSC
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: {v(3[7
8@!SM
ouujd~b+
G8@%)$A
template < typename T > F -m1GG0s
class assignment e2>gQ p/
{ |"arVde
T value; (Xx
@_
public : *ZHk^d:
assignment( const T & v) : value(v) {} 7ORwDR,`5
template < typename T2 > <5
okwcJ^
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } O1QHG'00
} ; iIg_S13
D .E>Y
{"s8X(#_sC
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 1cPi>?R:
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment i^yQ;
2-
w] VvH"?
OF)X(bi4j
*<KY^;
class holder Li}yK[\]
{ a83o(9
public : @E1N9 S?>
template < typename T > ,MdCeA%`
assignment < T > operator = ( const T & t) const 9.<$&mVk7`
{ ]C_6I\Z#=W
return assignment < T > (t); %gN8-~$1
} mR@iGl\\
} ; -k'=s{iy
6;ICX2Wq'
D+RG,8Ht
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: W /IyF){
e_Y>[/Om
static holder _1; Gz`Zp "i%0
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 c#_%|gg
xi ^_C!*J
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); f"/NY6
而不用手动写一个函数对象。 w$1.h'2
p0b&CrALx
$uboOfS83G
5ES$qYN
四. 问题分析 N52N ^X>
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。 avdi9!J2
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。 rLp0VKPe
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 k(et b#
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 *M&~R(TMn
下面我们可以对这几个问题进行分析。 oo`mVRVf
/@q_`tU
五. 问题1:一致性 $L(,q!DvH
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| T. {P}#'|
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 =r`>tWs
?;\YiOTda
struct holder z`{x1*w_
{ =*t)@bn
// gq/q]Fm\
template < typename T > W;2y.2*
T & operator ()( const T & r) const (ue;O~
{ jQc$>M<"o
return (T & )r; ugOcK Gf
} ! @|"84
} ; [<6ez;2q'
+YXyfTa
这样的话assignment也必须相应改动: uV{cvq$jy
(.Sj"6+
template < typename Left, typename Right > eR?`o !@y
class assignment k |M
{ PE-VxRN)
Left l; -GQ`n01
Right r; $33wK
public : wTqgH@rGtR
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} x]w%?BlS
template < typename T2 > *&!&Y*Jzg
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } T2GJoJ!
} ; ONg_3vD{
GkVV%0;&J1
同时,holder的operator=也需要改动: CPAizS
!M\8k$#"n
template < typename T > 8KN0z<
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const / F9BbG{
{ *IfLoKS'
return assignment < holder, T > ( * this , t); bDRl}^aO6
} "RiY#=}sm
J&2cf#
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。 p v%`aQ]o{
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 IOomBy:
<t\!g
return l(rhs) = r; K '7M\:zy
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。 0;KjP?5
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 1)w^.8f
`|+!H.3
template < typename Tp > -6@#Nq_iWU
class constant_t gM&XVhQJ\
{ 22(7rUkI
const Tp t; =HH}E/9z
public : "KSzn
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} H+6+I53
template < typename T > qYF150
const Tp & operator ()( const T & r) const w`x4i fZ0q
{ .7_<0&kW