一. 什么是Lambda j$5LN.8J
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 @$K"o7+]
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, F1Bq$*'N$w
_t}WsEQ+P
5 + MS^H
$
o#V#
class filler b\+`e b8_
{ fLAw12;^
public : ;P&OX5~V
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} E q+_&Wk
} ; w"&n?L
eGbGw
@gXx1hEg
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: b*Q&CL
GNJj=1Lsd
R_S.tT!
?#Q #u|~
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 2T[9f;jM'
Xm2z}X(%
26x[X.C:
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 1 I",L&S1
Ef13Q]9|
&UlWCOo8
CQDkFQq-dq
二. 战前分析 eO[b1]WLP
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。 (0kK_k'T
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 @2v_pJy^
2gVm9gAHUd
2SR: FUV/
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); t#eTV@-
/* --------------------------------------------- */ Hl
|z</*+
vector < int *> vp( 10 ); 3%=~)7cF
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); G'aDb/
/* --------------------------------------------- */ tcog'nAz
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); }?v )N).kW
/* --------------------------------------------- */ )IZ~G\Ra'
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 2Q:+_v
/* --------------------------------------------- */ k~FRD?[u
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ~2khgZ
/* --------------------------------------------- */ ^@NU}S):yN
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); pIKPXqA
,UdVNA
4x[S\,20
!brf(-sr)
看了之后,我们可以思考一些问题: t}/( b/VD
1._1, _2是什么? x`)&J
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。 [Cv/{f3]u{
2._1 = 1是在做什么? I?G: p+
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。 YQA,f#
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。 Q#[9|A9
l_%6
g_COp"!~9
三. 动工 Q6I:"2u1
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: n#_$\
p>Yd
C'}KTXiRW
W#3Q ^Z?
b#toM';T
template < typename T > lG!|{z7+0
class assignment v)l8@.
{ 6S*exw
T value; ^O<&f D
public : J|kR5'?x
assignment( const T & v) : value(v) {} ()Y4v
template < typename T2 > TKY*`?ct
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ,t9^j3Ixg
} ; y 4I6
:'3XAntZA
X=!^] 3zH
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 G{ sOR
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ^*8G8'k;$
4C-jlm)V
3z)Kz*xr
Q<'nE
class holder dzsmIV+
{ v7jq@#-
public : P&)xz7wG
template < typename T > 1H@>/QC
assignment < T > operator = ( const T & t) const +"cq(Y@
{ (k) l=]`}
return assignment < T > (t); Gh}LlX!w
} Y*>#T
} ; =Ja] T~0A
(\a]"g,]v
W<$Z=(_v
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Iw&vTU=2
{fF3/tL
static holder _1; k*E\B@W>
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 wF,UE_
iH@yCNE"
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); VsgE!/>1
而不用手动写一个函数对象。 qY<'<T4\
ujaGNg?,
Co9QW/'i
UXugRk%d
四. 问题分析 V_RTI.3p
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 dC$Em@Nb
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。 d`nVc50
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 XZJ+h,f
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 OjF_ %5
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Ib\iT:AJ
YN2sdG
五. 问题1:一致性 wztA3ZL*W1
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?| H!nr^l'+
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 `m>*d!h=
:x{NBvUIc
struct holder S\5bmvqP"
{ B}?5]N==]
// (
Qcp{q
template < typename T > ~ !
3I2
T & operator ()( const T & r) const "
'6;/N
{ qg!|l7e
return (T & )r; ~j5x+yC
} #iWSDy
} ; R_68-WO
wX[8A/JPD
这样的话assignment也必须相应改动: 2viM)+
mc_ch$r!
template < typename Left, typename Right > 9@52Fg;mj
class assignment n9A7K$ZD@
{ Y"Ql!5=
Left l; ,(?po(']
Right r; W#BM(I
public : x~{;TZa[I
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 5ish\"
template < typename T2 > {%{`l-
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } :GW&O /Yo
} ; Ucm :S-
Nwt" \3
同时,holder的operator=也需要改动: Bj}^\Pc;}
{>,V\J0p
template < typename T > !V\Q<So<
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const %Gj8F4{
{ '|*?*6q
return assignment < holder, T > ( * this , t); Yd= a}T
} 8&~~j7p,
k^%B5
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。 )m{Ye0!RD
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 AUNQA
$m+sNEAa
return l(rhs) = r; UIAj]
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。 x-<)\L&
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: gV`=jAE_
[],1lRYI9_
template < typename Tp > +|@rD/I6
class constant_t l)w Hl%p
{ J.dLPKU;-
const Tp t; t|!j2<e
public : z=_Ef3`M
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} \,&co
template < typename T > \nB8WSvk2W
const Tp & operator ()( const T & r) const 4jBC9b}O
{ <