一. 什么是Lambda c9j*n;Q
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ;pD)m/$h`
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, q!f1~ aG
s4 %(>Q
rdnRBFt
Xnuzr"4u
class filler /U6%%%-D`
{ mp~{W
public : fbFX4?-
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Qp2I[Ioz3
} ; yAL1O94
]NhS=3*i+
aS|wpm)K>8
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: ^). )
dY"}\v6
$|KaBx1
i)Lp7m z
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); [!^-J}^g~\
V@d)?T
T\VNqs@
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 x90jw$\%7
l7JY]?p
5cK@WE:
y[O-pD`
二. 战前分析 +pH@oFNK
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。 \Hqc9&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 aTGdmj!
A =Dhod
Px M!U!t
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); kl1Y] ?z}
/* --------------------------------------------- */ e75UMWaeC
vector < int *> vp( 10 ); <Fs-3(V+\
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); _,6f#t
/* --------------------------------------------- */ ,}xbAA#
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); P6Bl
*@G
/* --------------------------------------------- */ 6zIgQ4Bp24
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); kC$&:\Rh
/* --------------------------------------------- */ u)Q;8$`
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 4R>zPEo
/* --------------------------------------------- */ o2-@o= F
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); }a&mY^
+*&cz
6@tvRDeaDW
Ni*Wz*o
看了之后,我们可以思考一些问题: .BO<
1._1, _2是什么? RA a[t :|
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。 5/m$)wE
2._1 = 1是在做什么? ,J mbqOV?!
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 J
NC
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 n,P5o_^:
iy\KzoB
1 7hTr
三. 动工 \g-j9|0
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ,`td@Y
g"Qh]:
Oajv^H,Em
%Hi~aRz
template < typename T > BbJkdt7
class assignment v|
z08\a[
{ ^T4Ay=~{
T value; 2
Tvvq(?T
public :
Jf:,y~mV
assignment( const T & v) : value(v) {} +rNkN:/L
template < typename T2 > H L<s@kEZ
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } tn/T6C^)
} ; <XQ.A3SG!
cJn HW
mnF}S5[9
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 P\~{3U
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment vxN0,l
Cd#E"dY6
]_*S~'x
=lr) gj
class holder K.>wQA&
{ -ewQp9)G
public : @?B6aD|jE
template < typename T > Q^eJ4{Ya:
assignment < T > operator = ( const T & t) const oB c@]T5>
{ |bZM/U=
return assignment < T > (t); m.%`4L^`T
} TbE:||r?^
} ; lx,`hl%
ySdN;d:q
#Gv{UU$]
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: fW0$s`
wpPn}[a
static holder _1; 83]PA<R
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 'bW5Fr>W
]]iO- }
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); qFRdg V>8
而不用手动写一个函数对象。 96|[}:+$&:
y@vj;3:
2%rLoL$Y2+
&hZwZgV+3
四. 问题分析 B(HT.%r^A
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 p5]_}I`+2
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 BQgoVnQo_c
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 oJ;rc{n-
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 "/x_>ui1F
下面我们可以对这几个问题进行分析。 whc[@Tyx
~o15#Pfn/
五. 问题1:一致性 T|'&K:[TJ
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| l\q}
|o
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 (wt+`_6
XYbyOM VI
struct holder M^SuV
{ }VRvsZ
// {E,SHh
template < typename T > Iz\1~
T & operator ()( const T & r) const Z>A{i?#m
{ g@nk.aRw
return (T & )r; 3(lVmfk
} W"(u^}
} ; 66ohmP@04Z
^7XAw:
?
这样的话assignment也必须相应改动: V7<eQ0;m
Px4/O~bLk
template < typename Left, typename Right > oNRG25
class assignment z-u?s`k**
{ v|+5:jFOqb
Left l; Q</h-skLZ
Right r; H7IW"UkBR
public : {7#03 k
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} WfVMdwz=
template < typename T2 > h
W.2p+
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } C|e+0aW
} ; `1'5j "v
Lar r}o=
同时,holder的operator=也需要改动: ^Vo"fI`=C
f$D@*33ft
template < typename T > .LE+/n
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const c4] u&tvjJ
{ ;L6Xs_L~
return assignment < holder, T > ( * this , t); L$JI43HZ
} wJIB$3OT
Ph)|j&]
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 oX|?:MS:
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 QrS$P09=\
__)qw#
return l(rhs) = r; };SV!'9s?~
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。 YOw?'+8
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: :EB,{|m
"3y} F
template < typename Tp > YN#XmX%
class constant_t :WX0,-Gn
{ !C`20,U
const Tp t; ;QPy:x3
public : nPf'ee
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ,f<B}O
template < typename T > &va*IR
const Tp & operator ()( const T & r) const (+MC<J/i
{ FzhT$7Gw
return t; A'g,:8Ou
} C_-E4I
Z)
} ; gM, &Spn
QMb^&?;s
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 5bfb!7-[i
下面就可以修改holder的operator=了 5c;En6W
AN10U;p/O
template < typename T > M:|/ijpN
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const Yw^ Gti'<
{ 3]S`|#J
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ,>S+-L8
} -A;w$j6*
RZ6~c{
同时也要修改assignment的operator() @XBH.A^7r
q)oN2-
template < typename T2 > E\!n49
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } !3x*k;0
现在代码看起来就很一致了。 ewQe/Fq
,>w}xWSYpG
六. 问题2:链式操作 ,i![QXZ
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ?#ihJt,
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。 Q?]w{f(
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。 4?]ZV_BD
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。 Mdm0g
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct >)sqh ~P
F(0Z ]#+
template < typename T > u_Zm1*'?B
struct result_1 85C#ja1&