一. 什么是Lambda {wD "|K
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 B'6(Ao=3/
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, qnO/4\qq
5'EoB^`8N~
yaAg!mW
jjg&C9w T
class filler $C8s
{ l!IN #|{(
public : Ub[UB%(T
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} OO;I^`Yn
} ; |2I
p*
4hUUQ;xj
Nl{on"il
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: mHNqzdaa
~~#/jULbV
> Qh#pn*
ZV[-$
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); r1sA^2g.
t_qX7P8+'
##U/Wa3
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 y <P1VES
`Vh&XH\S
;\iu*1>Z,&
@! jpJ}
二. 战前分析 Y }8HJTMB
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。 2-:` lrVd
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 @>[3[;
B:)vPO+ d
%3q7i`AZ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); RR>G}u9np
/* --------------------------------------------- */ M,SIs
3
vector < int *> vp( 10 ); ^!SwY_>
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); qx}*L'xB
/* --------------------------------------------- */ oSP^
.BJ$
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ?q"9ZYX<
/* --------------------------------------------- */ KzB9
mMrO
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); bbWW|PtWwP
/* --------------------------------------------- */ W}k)5<C4v
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 1["IT.,f.
/* --------------------------------------------- */ 'he&h4fm
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); x!UGLL]_M
?)4c!3#
3UJSK+d\
ak(P<OC-
看了之后,我们可以思考一些问题: #}8gHI-9%
1._1, _2是什么? mMad1qCi7
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
Praj
2._1 = 1是在做什么? >F/5`=/'h
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。 j7C&&G q
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。 g+=f=5I3
@T{I;8S
2X=*;r"{J
三. 动工 9tB:1n}
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 'zQp64]F
Y>K3.*.
;*e$k7}F
I0sw/,J/Z
template < typename T > 8FBXdk?A
class assignment gR k+KGKn<
{ 0f,Ii_k bT
T value; *w1R>
public : M532>+A]Za
assignment( const T & v) : value(v) {} *)i+ c{~
template < typename T2 > HE3x0H}o>
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } Il!#]
} ; tEllkHyef
Q_A?p$%;L
It8@Cp.dU
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 <Kq!)) J'
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment -)E6{
+Z/aG k;
$9<P3J 1
y?V#LW[^E
class holder {c=H#- A
{ &fwb?Vn4
public : "@&I*1&
template < typename T > ;5=5HYx%
assignment < T > operator = ( const T & t) const `wLMJ,@f.
{ WOf*1C
return assignment < T > (t); ](^BQc
} iR4!X()
} ; t%30B^Ii%K
2@pEuB3$?!
2L?Pw
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: B6]M\4v
y3mJO[U0 a
static holder _1; 9X87"
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 yv.(Oy
QCvst*
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Gu
K!<-Oz"
而不用手动写一个函数对象。 p}k\l dmh{
*7!*kqg!u
_,E! <
qISzn04
四. 问题分析 ?r(Bu
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。 wfBf&Z0{
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。 LF_am*F
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 N`!=z++G
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Rs1JCP=d8
下面我们可以对这几个问题进行分析。 "\x\P)j0>
2]-xmS>|b
五. 问题1:一致性 `Z~\&r=
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?| JJE0q5[
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 REKv&^FLN
W$?Bsz)
struct holder Y1U\VU
{ 0D_{LBO6LU
// v/}hy$7
template < typename T > #6qLu
T & operator ()( const T & r) const 2W=am_\0e.
{ |%7OI#t^
return (T & )r; gX*i"Y#
} YDo,9
} ; EyPF'|Qtn
J l9w/T
这样的话assignment也必须相应改动: p+|(lrYC
jRo4+8
template < typename Left, typename Right > xouy|Nn'
class assignment aT%6d@g
{ bY7~b/
Left l; ^1w*$5YI
Right r; @P}!mdH1
public : s4Y7x.-
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} BJ7m3[lz
template < typename T2 > &&{_T4
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } [[9XqD]
} ; mRC6m
K>
nXcOFU
同时,holder的operator=也需要改动: d"JI4)%
P*sb@y>}O
template < typename T > )K^5+oC17
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const \l9S5%L9
{ Dh{sVRA
return assignment < holder, T > ( * this , t); b0"R |d[i
} ?*)wQZt;
8gI~x.k`
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 G[!Y6c3
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 MnymV;y"
Y'%k
G5nF
return l(rhs) = r; G/5]0]SO
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 4GTB82V$
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: gay6dj^
>\c"U1%E
template < typename Tp > +idp1SJ4
class constant_t 6 N.+
{ ti^msC8e
const Tp t; A/{0J\pA
public : W-ll2b
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} #-Nc1+gu
template < typename T > >@NGX-gp
const Tp & operator ()( const T & r) const EkE U}2
{ pUXszPf
return t; nXnO]wXC
} vx8-~Oq{|;
} ; .ITR3]$
nPS:T|*G
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 X[up$<