一. 什么是Lambda 94VtGg=b}
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 [p3{d\=*?
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, N(uH y@
M2H +1ic
"@^Pb$BLY
DmU,}]#:
class filler fh_+M"Y0`
{ >*s_)IH2
public : $`j%z@[g
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} F-AU'o
*
} ; <G|i!Pm
!C\$=\$
g)$/'RB
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: ,]`|2 j
J,4,#2M8
`#HtVI
L $L/5/
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); A0hKzj
OT0%p)
8tfM,.]_i
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 r1<dZtb
4>^LEp
L~oy|K67
_%g L
二. 战前分析 '8J!(+
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 W(pq_H'
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 {zX]41T
<W]
RyEg`
.RNY}bbk
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 'tTUro1~
/* --------------------------------------------- */ T:T`M:C.
vector < int *> vp( 10 ); Ml_Hq>\U
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); QPX&P{!g
/* --------------------------------------------- */ {W+IUvn
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 6ChFsteGFr
/* --------------------------------------------- */ r[?GO"ej5
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); IR2=dQS
/* --------------------------------------------- */ hrNB"W|?x
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); clG@]<a`_
/* --------------------------------------------- */ OZc4 -5
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); \sMe2OL#z
3daI_Nx>
44NMof8N
<Y]e
看了之后,我们可以思考一些问题: *
N]^(+/A
1._1, _2是什么? r<$o [,W
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。 ?g\emhG
2._1 = 1是在做什么? "1YwV~M5
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。 _tUh*"e&
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。 aFaioE#h(
l`uI K.
{E; bT|3z
三. 动工 NbC2N)L4
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 7u{V1_n1
- "NK"nb
f8
BZk h
N4#D&5I",
template < typename T > 5(gWK{R)*
class assignment ~-<MoCm!
{ ollsB3]]
T value; 0kSM$D_
public : 'hE'h?-7
assignment( const T & v) : value(v) {} s+~GQcj<T
template < typename T2 > Q 0G5<:wc
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ^U5Qb"hz
} ; Uks%Mo9on
N]eBmv$|
y XKddD
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 43x2BW&&
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment {,i-V57-h
\-pqqSy
%3O))Ug5
:hT.L3n,
class holder Vpne-PW
{ N8pV[\f
public : Y)DAR83
template < typename T > ,jEc4ih4
assignment < T > operator = ( const T & t) const y>.t[*zT
{ 7Q]c=i cg
return assignment < T > (t); CIz0Gjtx6m
} ;W+8X-B
} ; qEuO@oE
rf-yUH]&S
iMt3h8
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: -$?t+ "/E
{aN pk,n
static holder _1; yq49fEgc@U
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 J,:&U
wkv
CvmIDRP*
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); %s"&|32
而不用手动写一个函数对象。 (w#t V*
;:j1FOj
EwX&Cj".
SF&2a(~s
四. 问题分析 hiBsksZRnk
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 DrKB;6
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 tnaFbmp
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 'St6a*
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Bp_R"DS7A
下面我们可以对这几个问题进行分析。 3PGAUQR#"q
+:uz=~mo`
五. 问题1:一致性 ^L5-2;s<U'
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ,#UZp\zZ*
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Q8%_q"C
\$ipnQv
struct holder Cp(2]Eb
{ uyxYCc
// itP`{[
template < typename T > E{&MmrlL,
T & operator ()( const T & r) const EM*I%|n@m
{ OIL8'xY.w
return (T & )r; Q}|K29Y:p
} #G77q$
} ; *$ g!/,
N
o6!gZ1
这样的话assignment也必须相应改动: a&x:_vv
&jHsFS
template < typename Left, typename Right > 7bzm5w@v
class assignment Fs( PVN
{ x_nwD"
Left l; dHUbaf:e)T
Right r; nf0u:M"fm
public : GYfOwV!zB
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} RyJy%|\-S
template < typename T2 > W~/d2_|/
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } uqC#h,~
0
} ; FKTF?4+\U
Bzrnmz5S
同时,holder的operator=也需要改动: FAEF
s2{SbOBis
template < typename T > =Z
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const n" Ie>
{ 2+gbMd4n
return assignment < holder, T > ( * this , t); cjEqN8
} jr4xh{Z`
js<d"m*
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。 Q?k*3A
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 k{SGbC1=VK
tk%f_"}
return l(rhs) = r; E$)| Kv^
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。 `N *:,8j
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 2h
l(?B0
template < typename Tp > :Z//
class constant_t J:m/s9r
{ OoSk^U)
const Tp t; i)o;,~ee
public : ST*h{:u&A
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} \Fz9O-jb4
template < typename T > }=^ ,c
const Tp & operator ()( const T & r) const <