一. 什么是Lambda %XQ(fj>
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 'S&zCTX7j
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, G<J?"oQbRT
=>v#4zFd
!F'YDjTot
wc4{)qDE
class filler By4<2u38u
{ '-XXo=>0MV
public : Wt-GjxGi
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} z$. 88^
} ; u `6:5k
!z3jTv
Cnh \%OW
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: X5$ Iyis
xY(*.T9K
dkTX
&n:.k}/P
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); >KhOz[Zg
:':s@gqr
eru.m+\
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ;[OH(!
i<Zc"v;
VjZ|$k
`b7t4d*
二. 战前分析 Iit;F
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ?IT*:A]E
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 U$z-e/
meO:@Z0
)Y{L&A
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); +',S]Edx
/* --------------------------------------------- */ y766;
X:J
vector < int *> vp( 10 ); =GMkR+<)
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); .}~_a76
/* --------------------------------------------- */ v`Oc,
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); c,+:i1IAy
/* --------------------------------------------- */ 'I6i,+D/q
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); M%P:n/j
/* --------------------------------------------- */ )1`0PJoHE
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); w_K1]<Q*
/* --------------------------------------------- */ .p"
xVfi6
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); $DaNbLV
r52gn(,
6mxfLlZ
; )@~
看了之后,我们可以思考一些问题: _F|Ek ;y%
1._1, _2是什么? (gWm,fI
RZ
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。 1^JS Dd
2._1 = 1是在做什么? 56kI
5:
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。 [5Mr@f4I
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。 ~U&AI1t+J
d|Lj~x|
4O!ikmY:t
三. 动工 ar+9\
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: x7<K<k;s
.Rs^YZ F
H8}oIA"b
X2~!(WxU F
template < typename T > =^,m` _1
class assignment N2<!}Eyu
{ _g"<UV*H
T value; i2SR{e8:GF
public : 5MJS
~(
assignment( const T & v) : value(v) {} #BH*Z(
template < typename T2 > `1IgzKL9
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } R`E ~ZWC4V
} ; $c(nF01
-;WGS o
B>P{A7Q
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 )R1<N
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ^RIl
0[W:d=C`a
U26}gT)
5vnrA'BhBU
class holder 4zFW-yy
{ @?]RBX?a
public : A;?|&`f
template < typename T > &`2)V;t
assignment < T > operator = ( const T & t) const 8$Y9ORs4
{ lA8`l>I
return assignment < T > (t); di )L[<$DY
} :P0mx
} ; -r]W
_L=h0H l
oE]QF.n#
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: AFE~
v\Gz
d<P\&!R(
static holder _1; hv>\gBe i
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 _u QOHwn
8&b,qQ~
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); O)r4?<Q
而不用手动写一个函数对象。 WOL:IZX%
L$M9w
cTT L1SW
yEE*B:
四. 问题分析 "oO%`:pb
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。 /jJw0 5;L
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。 FJ)$f?=Qd
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 n,WqyNt*
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 -m~#Bq
下面我们可以对这几个问题进行分析。 PALc;"]O
:,6\"y-
五. 问题1:一致性 aO4?m+
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| {;6`_-As%
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 &6nWzF
~oY^;/ j
struct holder svH !1b
{ q^<?]8
// II{&{S'HU
template < typename T > Qd3 j%(
T & operator ()( const T & r) const Wg]Qlw`\|
{ 9CD_os\h
return (T & )r; Y`a3tO=Pd
} {F.[&/A
} ; ye5&)d"fa(
1/J=uH
这样的话assignment也必须相应改动: 9~[Y-cpoi
I9ep`X6Y
template < typename Left, typename Right > &gx%b*;`L0
class assignment Q>i^s@0
{ ['iPl/v0
Left l; Q hO!Ma]
Right r; YT(AUS5n
public : BLD gt~h#
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} A6(/;+n
template < typename T2 > +@wD qc
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } *(DV\. l`
} ; vUM4S26"NT
P+/e2Y
同时,holder的operator=也需要改动: tK\~A,=
Ta\tYZj$
template < typename T > '/s)%bc
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Jdj4\ju
{ [Z$[rOF
return assignment < holder, T > ( * this , t); #S"nF@
} o&$A]ph8X
?.BC#S)q1
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。 p0vVkdd
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ?gGHj-HYJ
:"/d|i`T
return l(rhs) = r; )\$|X}uny&
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。 f%}xO+.s
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: s?nR 4
(<C3Vts))
template < typename Tp > U # qK.
class constant_t pFjK}JOF
{ *J`O"a
const Tp t; /9fR'EO{x
public : 1iF1GkLEq
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} pYf-S?Y/V
template < typename T > Qzw;i8n{
const Tp & operator ()( const T & r) const /mzlH
{ NTs aW}g
return t; EXqE~afm2
} }0Ed]
} ; e$rZ5X
b d!Y\OD
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 },-H"Qs
下面就可以修改holder的operator=了 Pe3o;mx
X=&KayD
template < typename T > hp|YE'uYT
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const U&q