一. 什么是Lambda R@IwmJxX
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 DKNcp8<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, Kj-zEl
T I yHM1+
FaaxfcIfkw
MJn=
class filler %^u
e
{ ^>y|{;`
public : \rH0=~F-P
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} aMxM3"
} ; ABq#I'H#@2
Ou|kb61zg
uPb. uG
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: r;"Qu
GCxmqoQ
hXc:y0
0
Bv7os3xb
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); bhW&,"$Z
)qD V3
6ziBGU#.-
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 fV!~SX6S
?]_A~_J!
- G=doP0
U@}P]'`'f
二. 战前分析 `mS0]/AV/
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 7aHP;X~0
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 )s
?Hkn
ztC,[
1E$^ul-v
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); V'l9fj*E
/* --------------------------------------------- */ /!hxW}>^
vector < int *> vp( 10 ); gjB(Pwx
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); @M(+YCi:e@
/* --------------------------------------------- */ [QwqP=-6
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); V$ "]f6
/* --------------------------------------------- */ AaM~B`B
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 1f$1~5Z
/* --------------------------------------------- */ J
c:j7}OOV
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); jZ<f-Ff0
/* --------------------------------------------- */ bZgFea_>i
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); .ITTY QHv)
f Qf5%
2KNs,4X@
\"+}-!wr
看了之后,我们可以思考一些问题: 07vzVsQ}p
1._1, _2是什么? ?|GwuG8g
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 0)9n${P7d
2._1 = 1是在做什么? af=lzKt*
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。 |u[@g`Z
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。 "l(<<Ha/
LiJ. /
*nHkK!d<N
三. 动工 ~[0^{$rrWs
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: n?v$C:jLN
}Gd^r
rxeOT# N}
|#22pq?RP
template < typename T > bKr73S9
class assignment p'=XW#2 >
{ R1Q~UX]d=
T value; or[! C%
public : 2'}/aL|G
assignment( const T & v) : value(v) {} OB+QVYk"
template < typename T2 > J/c5)IB|
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 8HDI]
} ; ^B(:Hv}G(:
YF)c.Q0
oox;8d4}y
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 (usPAslr
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment LP}'upv
-g4 {:!*D
S"R(6:hkgu
@KU^B_{i
class holder (_Rl
f$D
{ ;@< e ]Ft
public : mHc5NkvQC
template < typename T > gV-A+;u
assignment < T > operator = ( const T & t) const Yi|Nd ;
{ Az6tu <
return assignment < T > (t); ohPDknHp
} mzn#4;m$
} ; W;.LN<bx
q]gF[&QZ
er2# h
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: ifadnl26
s
>2#F5c67
static holder _1; v<gve<]
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 BBj>ML\X
69zMWuY
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); w[/m:R?eX
而不用手动写一个函数对象。 DhiIKd9W
=la~D]T*g
A7aW]
]J.|XRp/
四. 问题分析 B{7hRk.5!
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。 W>E|Iv[o
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。 *;~i\M9_
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 3d(:Y6D)
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 KOhIk*AC'
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ?rQIUP{D7
!Gh*Vtd8-
五. 问题1:一致性 +3r4GEa
Z
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?| +w(B9rH
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 6f;20dn6
Pq3|O
Z
struct holder ev z@c)8
{ *NoixV1>
// w*gG1BV
template < typename T > XK/bE35%^!
T & operator ()( const T & r) const b4>1UZGW-
{ Url8&.pw
return (T & )r; MJy(B><
} )Vpt.4IBd
} ; A_I\6&b4
(A~w IKY,
这样的话assignment也必须相应改动: XM:\N$tg
_i2k$Nr
template < typename Left, typename Right > X 3(*bj>P
class assignment N$P\$
{ otdm rw|
Left l; g
?{o2gG
Right r; :+meaxbu
public : cA B<'44R
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 4&G
#Bi
template < typename T2 > *m[[>wE
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } o|y1 m7X
} ; H~lvUHN
ZO]P9b
同时,holder的operator=也需要改动: a}'dIDj
S.*LsrSV
template < typename T > _''9-t;n,
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const k6(0:/C
{ 8l
>Xbz
return assignment < holder, T > ( * this , t); 0uJ??4N9
} :} D TK
T}Ve:S
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Up\ k67
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ria.MCe\!
WO[O0!X
return l(rhs) = r; Nt7z
]F `
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 Uh3N#O
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 6-f-/$B
1i;#cIG
template < typename Tp > X1^Q1?0
class constant_t !PJp()
{ M,oRi;V
const Tp t; C{]1+eL
public : }hS$F
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} O+ xzM[[
template < typename T > PySFhb@
const Tp & operator ()( const T & r) const 8_T9[]7V8
{ \n^;r|J7k
return t; mQ^SpK #
} pLtK :Z
} ; O-qpB;|
P5&8^YV`N
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 nt*K@
下面就可以修改holder的operator=了 `a9iq>
+w8$-eFY
template < typename T > n {..Q,z
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const tiF-lq
{ %;b] k
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ?{wD%58^oG
} ?vmoRX
;1q|SmF
同时也要修改assignment的operator() YZ6"
s-
5>aK4: S/
template < typename T2 > Xx ou1l!
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } \hg%J/
现在代码看起来就很一致了。 zB'_YwW
yBfX4aH:`
六. 问题2:链式操作 $
U-#woXa
现在让我们来看看如何处理链式操作。 5'n$aFqI
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 cue aOtD
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 4X5KrecNr
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 nRs:^Q~o
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct M[ ON2P;
aq- |
template < typename T > x pBQ(6Y
struct result_1 q$'[&&