一. 什么是Lambda '|jN!y^2p
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 0CtPq`!
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, ]?/7iM
'v42Q J"{
Dau'VtzN
8
FJ>W.
class filler ymr#OP$<S
{ E$?:^ausu
public : 6.0/asN}
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} $,&3:ke1
} ; !#' y#
:TTZ@ q
S(Ej: 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: O>~ozW&
8h=Rfa9
Ga9^+.j
]
1:pnd
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); zo{WmV7[|
So^;5tG
to%n2^^K
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 E#I^D/0
EWX!:BKf
x*}*0).
_R] qoUw;
二. 战前分析 +:#x!i;W8[
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。 m-h+UKt
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 !U?Z<zh
qL
0{w7
s<;kTReA
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); kd3vlp
/* --------------------------------------------- */ b f2 B
vector < int *> vp( 10 ); M6mJ'Q482
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); G&?,L:^t
/* --------------------------------------------- */ p\&Lbuzv
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); c&rS7%
/* --------------------------------------------- */ _,C>+dv)
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); (tLAJ_v!.K
/* --------------------------------------------- */ (uk-c~T!u
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); {;T7Kg.C
/* --------------------------------------------- */ ja_.{Zv
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); Vw~st1",[
1[&V6=n
=8!FY"c*
:Q@qR((&o
看了之后,我们可以思考一些问题: zZ11J0UI
1._1, _2是什么? `uN}mC!r]
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。 ;
wpX
2._1 = 1是在做什么? $ZEwz;HNo
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 8M DX()Bm
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 )A6 eD
|'R^\M Q
u#c3T'E
三. 动工 *;noZ9{"+
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: p!wx10b
A3Lfh6O
0OrT{jo
BnL [C:|
template < typename T > "yo~;[
class assignment NPFrn[M$
{ {}W9m)I
T value; 7 z#Xf
public : L,<5l?u
assignment( const T & v) : value(v) {} <Z -d5D>
template < typename T2 > #w
*]`5
T
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } uoIvFcb^
} ; TO|&}sDh
< SIe5"{
:*`5|'G}
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 T,sArKBI
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment a+--2+~=
]0+5@c
.8O.
!}TZmwf'
class holder >C1**GQ
{ V\ 7O)g
public : b\dzB\,&
template < typename T > t.7KS:
assignment < T > operator = ( const T & t) const ,xJ1\_GI`
{ e{~3&
return assignment < T > (t); &f:"p*=a\
} |K H&,
} ; h5x_Vjj
:+G1=TuXw~
}aPx28:/
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: 9qHbV
9,M
mo$`a6[h<
static holder _1; JIGoF
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 YCWt%a*I'
O!3MXmaO
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Yb~[XS |p
而不用手动写一个函数对象。 mX2(SFpJar
+;H-0Q5
^Ia:e
?)W
zJ*|tw4
四. 问题分析 [+q':T1W-
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ^RS?y8
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 )_|;h2I
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 '`/Qr~]
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 z/B[quSio
下面我们可以对这几个问题进行分析。 !c;Z<@
UX?EOrfJ
五. 问题1:一致性 L=ala1{O
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ':}
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 zNu>25/)(
'_f]qNy
struct holder u@;6r"8q
{ ?!h
jI;_&
// th$?#4SbR
template < typename T > 9K9{$jN~
T & operator ()( const T & r) const 3C+!Y#F
{ XS L*e
return (T & )r; 1Q&\y)@bT
} r34q9NFT5
} ; q0Hor
XZ8#8Di8
这样的话assignment也必须相应改动: !)Y T_ib
#s 4v0auK
template < typename Left, typename Right > @w8MOT$
class assignment -HE@wda
{ i'[o,dbE
Left l; 7K 8tz}
Right r; kw%vO6"q(
public : _{eH"
,(
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} nB;yS<
template < typename T2 > t_VF=B^LuR
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ]M:=\h,t>
} ; 9S.J%*F7
i`FskEoijq
同时,holder的operator=也需要改动: 0R#T 3K}
qs["&\@
template < typename T > ?hz9]I/8
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const L.cGt"{
{ zqDG#}3f^
return assignment < holder, T > ( * this , t); LW"p/`#<
} ,KfBG<3
T6P9Icv?@7
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。 I6jDRC0<
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 m(CbMu
7sC8|+
return l(rhs) = r; lZt{L0
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。 b?=>)':f
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: @(~m. p|
;RmL'
template < typename Tp > +&U{>?.u
class constant_t !oJ226>WI
{ &fIx2ZM[
const Tp t; T%opkyP>=
public : cAL*Md8+
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} uB`H9
template < typename T > N?RJuDW
const Tp & operator ()( const T & r) const Ot^<:\<`G
{ ,{pC1A@s
return t; pejG%pJ
} jn+M L&
} ; hDP&~Mk
A3!xYG=+
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 b{Qg$ZJeR
下面就可以修改holder的operator=了 RfZZqeU
b6LwKUl
template < typename T > Xv5|j/<