一. 什么是Lambda 4G;+ETp
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 G=jdb@V/?
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, a/NmM)
DCPK1ql
KCe =$
.D-} 2<z
class filler zM|d9TS
{ tU}CRh
public : `D>PU@s$nT
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} bDeHU$
} ; !Q*.Dw()[
9FP6Z[4
' 6Ybf
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: 1wW8D>f]K
PQa{5"
KX"?3#U#Fm
t*.O >$[
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); .YYiUA-i9n
PM=Q\0
yXh=~:1~
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 (i.MxGDd
]N*q3 y|)
]\v'1m"
TF}<,aR
二. 战前分析 rG:IS=
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 )xiic3F
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 H\Y.l,^
)p~\lM}?d
|<\o%89AM
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 7Z0
)k9*
/* --------------------------------------------- */ ~Hd{+0
vector < int *> vp( 10 ); Ih ;6(5z
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); `ihlKFX
/* --------------------------------------------- */ u&I?LZ-=,
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); TKx.`Cf
m
/* --------------------------------------------- */ 7ib~04
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); O/e5LA
/* --------------------------------------------- */ Gx|$A+U
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); jF<Y,(C\
/* --------------------------------------------- */ rqxoqc Z
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); m>x.4aO1
\;&j;"c,W
:2^%^3+V
=W.b7 6_
看了之后,我们可以思考一些问题: fZ`b~ZBwIj
1._1, _2是什么? xlp^XT6#
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。 @N7X(@O
2._1 = 1是在做什么? MOP/ q4j[
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。 'VS!<
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。 W#P)v{K
_k\*4K8L
-7fsfcGM$
三. 动工 /+1+6MqRn*
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: B[F x2r`0
R(74Px,/
M9.jJf
H1yl88K
template < typename T > Vk5}d[[l
class assignment f$Nz).(
{ Pp7}|/
T value; |#D3~au
public : Dkayk
assignment( const T & v) : value(v) {} VE+Q Y9(
template < typename T2 > :XxsD D
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } b6RuYwHWV0
} ; {VE\}zKF
#Q.A)5_
y#F( xm+L
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 -8-
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment #(j'?|2o%
-K0>^2hh
/csj(8^w
c/DB"_}!a
class holder 0.'$U}#b
{ 1.+0=M[h
public : `Xc~'zG
template < typename T > 8L`J](y
assignment < T > operator = ( const T & t) const \hai
{ 8~YhT]R=
return assignment < T > (t); a[Ah
} vR.=o*!%
} ; fW~r%u
.y
=Bcwd7+
{u{n b3/jl
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: Y #E/"x%+
5%,J@&5G s
static holder _1; >'iXwe-
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 1//d68*"
F.i*'x0u
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ~2@+#1[g8z
而不用手动写一个函数对象。 LX[<Wh_X(
@;_xFL;{g
[#`)Bb&w
5,cq-`
四. 问题分析 J.W0F# ?
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。 X,y0J
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。 cK%Sty'8+
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 .|^L\L(!
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 HJ?p,V q5_
下面我们可以对这几个问题进行分析。 -f@~{rK.L
&\#If:
五. 问题1:一致性 I(y:Td
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?| a'u:1C^\
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 C ?JcCD2
XZde}zUWn
struct holder piIj
t
{ VRQ'sn@
// [0<N[KZ)
template < typename T > T}d%X MXq
T & operator ()( const T & r) const P&@ 2DI3m
{ i}"Eu<
P
return (T & )r; 1O3"W;SR<:
} _;/onM
} ; LI1OocY.]
i eQQ{iGJH
这样的话assignment也必须相应改动: 2XI%z4\)!
UfIH!6Q
template < typename Left, typename Right > D@A@5pvS
class assignment 70hm9b-
{ VN6h:-&iY
Left l; ,j\1UAa
Right r; =$xxkc.~G
public : @'>h P
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ^h
#0e:7<
template < typename T2 > RG[b+Qjn
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } CzDJbvv]
} ; fGS5{dti
p?F%a;V3
同时,holder的operator=也需要改动: Xy/lsaVskX
]yI~S(
template < typename T > :Rl*64}
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const K,_d/(T4
{ w6FtDl$
return assignment < holder, T > ( * this , t); ;U$Fz~rJ
}
j`tBki:
ZyAm:yO
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。 jyB^a;-
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 1 ? be
sg0HYb%_E
return l(rhs) = r; 1@" L
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。 7HfA{.|m
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: L
*",4!
bit@Kv1<C
template < typename Tp > Tk1U
class constant_t 'PiQ|Nnb|
{ bDK%vx!_
const Tp t; 4'EC(NR7N
public : kq+`.
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 2smQD8t
template < typename T > k6.<