一. 什么是Lambda Ml)<4@
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 n} ]gAX
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, lQ4$d{m`
Q,};O$h
7lr;S(C
OUN"'p%%
class filler XRP+0=0
{ (aB:P03
public : %2^V.`0T
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} K1o&(;l8G
} ; "5<YN#
:zpT Gk8Z
GY"c1KE$
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: :J+ANIRI
jV<5GWq
+^.xLTX`$
]jR-<l8I-
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); L\"eE'A
{#&D=7LP
uI3oPP> $
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 {
3 "jn
@[Wf!8_
vF'IK,
GbvbGEG
二. 战前分析 hK3Twzte
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。 <Rz[G+0S=
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 zv^+8h7k
xJOp~fKG
SE$l,Z"[*b
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 6}*4co
/* --------------------------------------------- */ 4% 6@MQ[
vector < int *> vp( 10 ); BT
f
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Hdjp^O!
/* --------------------------------------------- */ `*]r+J2
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); zY].ZS=7
/* --------------------------------------------- */ .mxc~
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); %PPkT]~\
/* --------------------------------------------- */ 2Ic)]6z
R
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); CYM>4C~>JW
/* --------------------------------------------- */ 8/~@3-9EK
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ?}C8_I|4~
m`4N1egCt
GZmfE`
+hs:W'`%
看了之后,我们可以思考一些问题: A>*#Nw5L
1._1, _2是什么? u_*y~1^0
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。 q~{O^,4S
2._1 = 1是在做什么? D"{%[;J
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。 zJOyr"B'8
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。 9|K:\!7
drp< f1`l8
Tq8U5#NF
三. 动工 &C#?&AQ
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: $M1;d1e6'
F#RtU :R
MI`<U:-lP
1b@]^Ue
template < typename T > ]=Wq&~
class assignment S5cs(}Bq
{
7uzc1}r
T value; 0bu!(Tpg7
public : qR4-~p8
assignment( const T & v) : value(v) {} V)ITk\
template < typename T2 > p1IN%*IV+o
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } *QoQ$alHH
} ; ~Yre(8+M
LDDt=HEY4
GMpg+rK
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 $6d5W=u$H
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
FWLLbL5t
oYWHO<b
8]4W@~c
=vL
>&$
class holder /8/N
{ ]Bz.6OR
public : HrRw
template < typename T > V\AF%=6}
assignment < T > operator = ( const T & t) const Z0M|Bv9_
{ WHRBYq_
return assignment < T > (t); 02^Nf7DMR
}
)t,efg
} ; `mquGk|)
]zI*}(adu
;NGSJfn
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: 66po SZR@
m;vm7]5
static holder _1; l_ LH!Tu
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 HUel
Q@Cy\l
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); d[p?B-7%
而不用手动写一个函数对象。 I"D}amuv
m4R:KjN*
$-39O3
9CZEP0i7
四. 问题分析 i~m;Ah,#
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 &B$%|~Y5
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。 d 0:;IUG
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 GwmYhG<{
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 u>V~:q\X
下面我们可以对这几个问题进行分析。 `Zci<
v\5`n@}4
五. 问题1:一致性 [MeFj!(
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?| cY|@s?3NND
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 z
AY
-Y
E.CG
struct holder 6Zv-kG
{ e`?o`@vO,
// {G=|fgz
template < typename T > ?%b#FXA
T & operator ()( const T & r) const r$,Xv+}
{ Ubh)}G,Mg
return (T & )r; $8Gj9mw4e'
} mD,fxm{G
} ; &InFC5A
y!~ }7=
这样的话assignment也必须相应改动: (^~~&/U_U$
D<T:UJ
template < typename Left, typename Right > E/ ^N
class assignment ~{t<g;F
{ 9]g`VD6<v
Left l; 6N/6WrQEeg
Right r; *tl; 0<n
public : ",S146Y+
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} K>#QC
template < typename T2 > tl=e!
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } D+Z2y1
} ; i8=+<d
<qBM+m$|)
同时,holder的operator=也需要改动: xqv&^,ic
$/Llzpvny
template < typename T > w[u>*I
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 7_L$ XIa
{ t~Qj$:\
return assignment < holder, T > ( * this , t); +rka5ts
} n -xCaq
_DYe<f.
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Po\d!
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 V" KuwM
bDq<]h_7
return l(rhs) = r; xr31<4B
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 WFvVu3
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Dt'bbX'edw
t* =i8`8
template < typename Tp > L^Fb;sJYI
class constant_t <}}u'5;^?x
{ *d-JAE
const Tp t; C-^8;xd
public : R3*{"!O
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} K!v\r"N
template < typename T > jN/snU2\0
const Tp & operator ()( const T & r) const jT4
m(j
{ pwA~?$B1
return t; =TA8]7S~U
} P6`LUyz3
} ; bj@f<f`
/wi/i*;A
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 )eH?3""
下面就可以修改holder的operator=了 #`%V/ #YK
JHJ]BMm
template < typename T > D=M'g}l
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const (bD#PQXzm
{ 12l1u[TlS
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); !HF<fn
} 8k^1:gt^
UTO$L|K
同时也要修改assignment的operator() r<