一. 什么是Lambda N}KL'
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 {_~vf
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, ayQ2#9X}
'C)
v?!19
DIx.a^LR
J7+[+Y
class filler 59BB-R,V
{ 9E}JtLgT
public : t
{H{xd
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} a6\`r^ @
} ; eD!mR3Ai@D
*1,4#8tB
Q AX3*%h
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: heQyz|o
|G/WS0
2ae"Sd!-2
!TO+[g!
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); z['2
~,.'#=V
rG3?Z^&R+
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 moL3GV%]Gq
pKaU
[1x?%
y+nX(@~f]
r*9*xZ>8u
二. 战前分析 DcN!u6sJ
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。 ~]SCf@pRk
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 63/a 0Yn
P=R-1V
zJov*^T-C
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); !wTrWD!
/* --------------------------------------------- */ zZ;V9KM>v
vector < int *> vp( 10 ); &pW2R}
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); J;'H],w}f
/* --------------------------------------------- */ B_
bZa
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); &cwN&XBY
/* --------------------------------------------- */ C=qL0
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); a9NIK/9
/* --------------------------------------------- */ ojc.ykP$
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); DMlr%)@{
/* --------------------------------------------- */ w@pJ49
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); J vq)%t8q>
\}W !
VxtX%McK
X.ecA`0
看了之后,我们可以思考一些问题: #n]K$k>
1._1, _2是什么? S_?sJwM
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 }46Zfg\T6n
2._1 = 1是在做什么? \,'4eV
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 (__$YQ-
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。 WtO@Kf:3GH
Q]e]\J
I51I(QF=
三. 动工 ae" o|Q
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: udmLHc
2MmHO2
$9P=
BS(jC
template < typename T > #8zC/u\`=
class assignment "Mz#1Laby`
{ L/In~'*-
T value; X *EseC
public : T}/|nOu
5
assignment( const T & v) : value(v) {} g)=$zXWhP
template < typename T2 > n.t5:SW
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ix$
^1(
} ; (V1;`sI8
^+~5\c*
] >1`Fa6_
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 yEk|(6+^
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment JY@bD:
HB`'S7Q
(E7"GJ
?8/r=
class holder P_'{|M<?
{ { ^^5FE)%
public : [+QyKyhTO
template < typename T > `wZ
assignment < T > operator = ( const T & t) const y5F"JjQAa
{ Hpa6;eT
return assignment < T > (t); w,up`W7,
} K\xnQeS<W
} ; QT
zN
m.!LL]]
<VSB!:ew
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: TGU7o:2
*rbgDaQ
static holder _1; j Neb*dPoK
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ?3a=u<
V)`A,7X
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); P{9wJ<
而不用手动写一个函数对象。 ,|A6l?iV
?@Q0;LG
}EYmz/nN
:5$ErI
四. 问题分析 ID`Ot{ y
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。 lJN#_V0qW
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。 dNY'uv&Y
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Thu_`QP^
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 U;IGV~oT
下面我们可以对这几个问题进行分析。 $MGKGWx@E
,X1M!'
五. 问题1:一致性 (X-(
WMsqQ
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ]f?r@U'AS|
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 7)[2Ud8
uF1 4;
struct holder q,<l3r In
{ 6rj iZ%
// }st~$JsV1
template < typename T > I\1"E y
T & operator ()( const T & r) const 9C2pGfEbn}
{ EpKZ.lCU
return (T & )r; #d3_7rI0V
} :\'1x
} ; l)o!&]2
U,7
这样的话assignment也必须相应改动: )Ute
kr|r-N`
template < typename Left, typename Right > (T$cw(!
class assignment 5'+g[eNyBV
{ R.2i%cU
Left l; 8{!|` b'f
Right r; H^5,];
public : lP)n$?u
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} k{lo'
template < typename T2 > w'A *EWO
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } V6](_w!
} ; rir,|y,
$xdo=4;|
同时,holder的operator=也需要改动: pfIK9>i
qdwo 2u
template < typename T > EtPB_!
+
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const %'h:G
Bkd
{ PX_9i@ZG
return assignment < holder, T > ( * this , t); wBg?-ji3<
} {d'B._#i
?lgE9I]
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。 r>|S4O
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 D</?|;J#/
H7P}=YW".
return l(rhs) = r; UJDI[`2
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。 @
U"Ib
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: x1`(Z|RJ
c(vi,U-hC
template < typename Tp > M,p0wsj;
class constant_t #y7 MB6-
{ rA8NE>
const Tp t; RA!m,"RM
public : mt0v (
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} i
<