一. 什么是Lambda ,?Bo
x
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 H[a1n' "<:
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, *mgK^9<
|rDv!m
0Q1sJDa.
</OZ,3J=
class filler dfmxz7V
{ -8]M
,,?
public : ZKv^q%92
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} )+nY-DB(
} ; \!["U`\.K
G/*0*&fW
^Cs5A0xo#s
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: ]^63n/Twj
2sOV3~bB
vZQ'
vl'2O7
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); nz=X/J6
SbLx`]rI
#$GDKK
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 :$`"M#vMX
`]{/(pIgW;
!\0UEC
)aOPR|+
二. 战前分析 HktvUJ(Ii
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。 Y!8Ik(/~i
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 -2dk8]KB]
<3;Sq~^
H
',Nt
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Fj`6v"h
/* --------------------------------------------- */ u5,\Kz
vector < int *> vp( 10 ); w1je|Oil
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); `~bnshUk
/* --------------------------------------------- */ 2^}E!(<
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); =vv4;az
X
/* --------------------------------------------- */ y3 R+060\3
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); L;7x2&
/* --------------------------------------------- */ T-:
@p>
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); @@,l0/
/* --------------------------------------------- */ 1HF=,K+
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); Ri}n0}I
$LLy#h?V]
lJfn3
8}&O7zO?
看了之后,我们可以思考一些问题: 2\Vzfca
1._1, _2是什么? jORU+g
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 b-1cA1#_cP
2._1 = 1是在做什么? !NNq( t
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 dJZMzn
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 nQ0g,'o
eRK
kHd-
[,Io!O
三. 动工 ov{
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: uIG,2u,
ZE ())W"
wgK:^DP
;_.%S *W\
template < typename T > !z
!R)6
class assignment Sc!{
o!9\
{ :<
T value; ;'.[h*u~<
public : 3J2j5N:g
assignment( const T & v) : value(v) {} j0p'_|)(
template < typename T2 > 3aL8 gE
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } zqaz1rt[
} ; =kp-[7
gg>O:np8
*Txt`z[|
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 9Ytf7NpR
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment nV|H5i;N7
[>IAS>
m'))prl
TwlrncK*
class holder #Z'r;YOzs
{ @O7hY8",
public : 0]C~CvO
template < typename T > q;dg,Om
assignment < T > operator = ( const T & t) const wt;7+
{ *CHLs^)
return assignment < T > (t); vjy 59m
} yw|O,V<4N
} ; d]JiJgfa%
%1uY
hrpql_9.
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: pXfg{2
2qY`*Y.2
static holder _1; [xF (t @p
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 qRXb9c
]-Z="YPY
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); @S /jVXA
而不用手动写一个函数对象。 ; ]*
%wX
f?_UT}n
[
7W@/qqv
gK {-eS
四. 问题分析 -lKk.Y.}r
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 L'dR;T[;
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 }uJH!@j
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 !ejLqb
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 - J9K
下面我们可以对这几个问题进行分析。 1 m)WM,L
JG%y_
Qy?K
五. 问题1:一致性 ^-,
aB
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| UN7>c0B
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 "r6DZi(^K
}B=`nbgIG7
struct holder orB8q((
{ :G/T{87H
// ,&Iw5E[
template < typename T > K:!|xr(1d
T & operator ()( const T & r) const `'Fz:i
{ A4lh`n5%
return (T & )r; S]kY'(V(*
} J2\%rb,
} ; F;5S2:a@Z
g$c\(isY;
这样的话assignment也必须相应改动: m{(G%n>E&
'lPt.*Y<u
template < typename Left, typename Right > 86c@Kk7z
class assignment :wn9bCom?M
{ f%Y'7~9bA
Left l; a?4'',~
Right r; xEt".K
public : ={[s)G
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} f;<qGM.#|
template < typename T2 > 4{?Djnh
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Y#9dVUS
} ; EV}c,*);y
oe<9CK:?>
同时,holder的operator=也需要改动: "*E#4e[
Rf)lFi
template < typename T > & 5!.!Z3
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const :"Vfn:Q
{
jpcbW
return assignment < holder, T > ( * this , t); YK[PC]w
} Q/oe l'O*x
ai7*</ls
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。 Ob:}@jj
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 1'c
(1`z16
return l(rhs) = r; )/BI:)
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。 `N8?F3>
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: NwH`t#zd
s8,{8k
template < typename Tp > YGRv` `(
class constant_t ][b_l(r$?
{ !a"RHg:HO
const Tp t; v%_5!SR
public : Tx)X\&ij&
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} zJE$sB.f
template < typename T > Bvke@|]kW
const Tp & operator ()( const T & r) const Q{ hXP*5
{ 1bW[RK;GE
return t; \`:X37n)0q
} 2&st/y(hs
} ; 2b|$z"97jj
%d..L-`]ET
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 >'>onAIL
下面就可以修改holder的operator=了 [D[&aA
Z^AOV:|m
template < typename T > Ba=P
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const >j [> 0D
{ YzTmXwuA5
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); F`W8\u'db
} 739J] M
g. V6:>,
同时也要修改assignment的operator() )sWC5\
FyZp,uD
template < typename T2 > E^uWlUb{
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 7M~w05tPh
现在代码看起来就很一致了。 5(@P1Bi
}yde9b?F
六. 问题2:链式操作 "i+fO&LpZ
现在让我们来看看如何处理链式操作。 nwH'E
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。 ]#n,DU}V
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。 DOi\DJV!
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。 C_>dJYM
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct t@KN+
C
W0vdU;?%
template < typename T > (E'f'g
struct result_1 Ne^md
{ FX+;azE7
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 5v51:g>c
} ; f0S&