一. 什么是Lambda PYi<iSr
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 RvA "ug.*
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, }!fIY7gv
a+z>pV|
p\_3g!G'
O2 Y|<m
class filler oVk!C a
{ Yf[Cmn
public : $G0e1)D
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} %9zpPrWF
} ; DmgDhNXKq
lv]U)p
.=}\yYGe
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: {@Lun6\
+~F>:v?Rh
AiR#:r
?@x$ h
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); .mrv"k\<
1H">Rb30@
P2ySjgd
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 vRaxB
4
w*m]D{
}L Q%%
B_Gcz5
二. 战前分析 fGj66rMGw
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。 Se[=$W
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 [%LGiCU]
`@\FpV[|P
?-&k?I
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); !4^Lv{1QZ
/* --------------------------------------------- */ Ye|gW=FUR
vector < int *> vp( 10 ); 0?FJ~pu
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); G@D8[
/* --------------------------------------------- */
(oiQ5s^f
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); '#A_KHD
/* --------------------------------------------- */ 9BOn8p;yz
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); p79QEIbk=
/* --------------------------------------------- */ (@T{ [\
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 5R.jhYAj
/* --------------------------------------------- */ Ro$*bN6p
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); G1X73qoHT<
)qX.!&|I
lgt&kdc%o
&9v8
看了之后,我们可以思考一些问题: !N\_D
1._1, _2是什么? cc=_KYZ1k
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。 -2laM9Ed
2._1 = 1是在做什么? }<2|6 {
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。 v^/<2/E"?4
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。 4Z{R36 {
b[&ri:AC
, =*^XlO=c
三. 动工 7dB_q}<
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: A Ef@o+A
WB (?6"
"<^
Vp-7r
Y._ACQG3
template < typename T > Qe7
SH{
class assignment o^uh3,.
{ Ia9!ucN7DA
T value; ?o]NV
public : _^eA1}3
assignment( const T & v) : value(v) {} PCDvEbpG
template < typename T2 > nF3Sfw,
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } hn6'$P
} ; ~tNk\Kkv
~P!=fU)
k|]l2zlT
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 "j&p3
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment =RWY0| f
DKlHXEt>
01aw+o
RM%Z"pc Y6
class holder v7+|G'8M`
{ kiin7 8W
public : S._h->5f
template < typename T > HF&dHD2f
assignment < T > operator = ( const T & t) const i)'u!V
{ TFbF^Kd#:d
return assignment < T > (t); C ]zgVbu
} uuUjIZCtz
} ; 7 oYD;li$k
kd
p*6ynD
9)b{U2&
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: {c1wJ
LBpAR|
static holder _1; E>QEI;
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 URh5ajoR%
)i-`AJK-'v
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); %<q"&]e,
而不用手动写一个函数对象。 oqK:
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Vz5<Gr
Ex}TDmTu
u0uz~ s
四. 问题分析 3WfZ zb+
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。 Y8mv[+Z
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。 >qI:
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 tJGPkeA
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 jNIz:_c-~
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Df1eHa5-7
zcEpywNP
五. 问题1:一致性 </fTn_{2s8
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?| <PO-S\N
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 1-! |_<EW1
kl&_O8E+K
struct holder iIo>]\Pw
{ d7kv
<YG
// h*
/
template < typename T > wz:w6q
T & operator ()( const T & r) const }u5J<*:bZ
{ 7w0=i Z>K
return (T & )r; ,.gI'YPQC
} 4x/u$Ixzh=
} ; `UkjrMO
3bugVJ93
这样的话assignment也必须相应改动: )4+uM'2%
."q8 YaW
template < typename Left, typename Right > @6b;sv1W
class assignment SYOU&*
{ 8wS9%+
Left l; f
K4M:_u
Right r; }4>#s$.2
public :
Z\$!:
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 4T<dI6I0
template < typename T2 > |@ZyD$?
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } jm|zn
} ; Rn whkb&&
y+VRD
同时,holder的operator=也需要改动: ~-(X\:z}
;Y &2G'
template < typename T > C2%Yr y
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const JAL"On#c#0
{ Ly/5" &HD
return assignment < holder, T > ( * this , t); eR8>5:V_
} K*MI8')
Qnp.Na[JV
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 o\yqf:V8
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 kZ
9n@($B
SR\$ fmo
return l(rhs) = r; Fg^zz*e
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
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: %{P." ki
-| t|w:&
template < typename Tp > v-Uz,3
class constant_t bNz2Uo!0K
{ _ID =]NJ_
const Tp t; /^Lo@672
public : ,PyPRPk
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} rg+3pX\{
template < typename T > M Xl!
const Tp & operator ()( const T & r) const ]jJ4\O`
{ q/YO5>s15
return t; .rbKvd?-}
} =~QC)y_
} ; k Nw3Qr
[k6,!e[/uG
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 %6<2~
下面就可以修改holder的operator=了 !yTjO
AwGDy +
template < typename T > qS2]|7q?Tc
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 1 ^=[k
{ g.O? 1bebe
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 0 :1ldU
4
} @sb00ad2q
8 K>Ejr
同时也要修改assignment的operator() kPZ1OSX
15~+Ga4
template < typename T2 > WN?meZ/N/
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } ?{6[6T
现在代码看起来就很一致了。 SjOIln
@-qC".CI
六. 问题2:链式操作 ()i!Uo
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ZZl4|
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。 EC|b7
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。 `<l|XPv
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。 ,TxZ:f`"
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct uv
dx>5]
A&fh0E (t
template < typename T > c)o[3o7
struct result_1 ]^\+B4
{ q&wXs