一. 什么是Lambda ?OW! zE:
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 p-p]dV
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, ==$>M
d
Yh=/?&*
tvh)N{j
{5<3./5O
class filler s,KE,$5F
{ /uXEh61$8
public : Kwc~\k
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Tyc`U&
} ; Xi^#F;@sU
y]dA<d?u
^cQTRO|
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: )vO?d~x|
|2oCEb1
4dfR}C
Ygwej2
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); :i;iSrKy
e -sZ_<GH
Wn p\yx`
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 i,77F !
hrLPyV:
~,199K#'
U
_QCe+
二. 战前分析 I/F3%'O
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 l!6^xMhYk
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 uif1)y`Q$C
z%$,F9/
&f2'cR
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Z?IwR
/* --------------------------------------------- */ Ucj
eB
vector < int *> vp( 10 ); l]pHj4`uv
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); )FF3|dZ";K
/* --------------------------------------------- */ S"*M9*8
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); *U[Nn5#?
/* --------------------------------------------- */ eiiI Wr_7
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ]yvHb)X
/* --------------------------------------------- */ `%PU_;Y5Q
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 4T]n64Yid
/* --------------------------------------------- */ VeLuL:4I
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 6jdNQC$#B
6xFvu7L_c;
3%"r%:fQB/
bV'^0(Zv
看了之后,我们可以思考一些问题: @vy{Q7aM
1._1, _2是什么? z?9vbx
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。 F;I % 9-R
2._1 = 1是在做什么? Y|NL #F
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。 ukZ>_ke`+
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-vBJlt=t
vMDX
(T0%oina
三. 动工 bZf18lvij:
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: w=ZSyT-i
Q
db~I#}m'
-Fl;;jeX
?b}d"QsmU
template < typename T > 8&gr}r-
5
class assignment #n9:8BKf
{ -!p +^wC
T value; W,\LdQ
public : g~>g])
assignment( const T & v) : value(v) {} DU@ZLk3
template < typename T2 > z2EZ0vZ
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } -d|Q|zF^x
} ; 3hN.`G-E
^xBF$ua37)
7Nw}
}
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 v>e%5[F
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment tC4:cX
`^mPq?f
3bCb_Y
PNjZbOmzS
class holder }"V$li
{ n0/H2>I[
public : =th(Hdk17
template < typename T > k7R8Q~4
assignment < T > operator = ( const T & t) const N-lo[bDJh
{ f&z@J,_=
return assignment < T > (t); \]@XY_21
} k|Xxr
} ; 88K=jo))b
{giKC)!
3G4N0{i
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: \.@fAgv
7K*\F}2)q
static holder _1; , Ww\C
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 N2 vA/
,KM-DCwcG
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); C4Tn
而不用手动写一个函数对象。 p "J^
/b$0).fj@,
lur$?_gt
m'L7K K-Y)
四. 问题分析 #_A <C+[
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。 1XwW4cZ>:
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。 ]VYv>o`2
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 `|t X[':
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 mnZS](>
下面我们可以对这几个问题进行分析。 TA
x9<'
AGH7z
五. 问题1:一致性 SO~]aFoYt
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?| Lq-Di|6q
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 T)!$-qdz/
5WT^;J9V
struct holder `|Ll
{ APfDy
// # 1S*}Q<k
template < typename T > DE0gd
ux8
T & operator ()( const T & r) const nb
-Je+
{ pPC_ub
return (T & )r; 0:,8Ce
} |GDf<\
} ; I6k S1
lbRm(W(
这样的话assignment也必须相应改动: rh8.kW-K_
:9_N
Y"P
template < typename Left, typename Right > sSh=Idrx
class assignment e)(m0m\
{
IjK
Left l; j-?zB.jAh
Right r; ZPM,ZGlu:
public : o(2tRDT\_b
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} P ~pC /z
template < typename T2 > &ye,A(4
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 7]i=eD8
} ; dzK]F/L]
j:JM v
同时,holder的operator=也需要改动: {3jV ,S
QGWfF,q
template < typename T > h`_@eax
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const @V9qbr=Z
{ /7bIE!Cn
return assignment < holder, T > ( * this , t); 34@f(^d+^
} bZ/4O*B
&oA p[]
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。 __FhuP P
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ;}=4z^^5
eX+FtN
return l(rhs) = r; rvdhfM!-A
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。 [i8,rOa7
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: z3RlD"F1
M"E ]r=1
template < typename Tp > w""5T|
class constant_t <])w@QOA#
{ f/FK>oUh
const Tp t; r N"P
IH
public : E^RPK{zO
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} rm-6Az V
template < typename T > l&