一. 什么是Lambda i3kI2\bd/
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 [^(R1K
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, h4B#T'b
TNFm7}=
L$u&~"z-
qT<qu(V:
class filler [>J~M!yu:r
{ {ZsWZJ!
public : eVCkPv*
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ?;KJ
(@Va
} ; 3Ibt'$dK
_[OEE<(
ZvnZ}t>?
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: 1M~:]}*<
.{]c&Ef+f
8{4D |o#O
Lx:9@3'7'
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); :AE;x&
+} ! F(c
z7Rcnr;
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 hA,rSq
XFf+efh
iJaNP%N
jVFRq T%
二. 战前分析 HH~
du
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。 @#--dOWYR
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 agxSb^ 8tF
L^al1T
H'h4@S
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); =3v
1]7X
/* --------------------------------------------- */ UVBw;V
vector < int *> vp( 10 ); >/HU'
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); iQ}sp64
/* --------------------------------------------- */ *6x^w%=A
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); |e-+xX|;
/* --------------------------------------------- */ SSsQu^A
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); :Ye#NPOI
/* --------------------------------------------- */ 4FHX#`
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); AGJ=de.
/* --------------------------------------------- */ 8.%a"sxr
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); cA*X$j6
q(PT'z
>A(?P n{|a
qT>&
v_<
看了之后,我们可以思考一些问题: DdS3<3]A
1._1, _2是什么? !e\R;bYM
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 dt0E0i
2._1 = 1是在做什么? `~+a=Q
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 O7'^*"S
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 BM$tywC
,a_{ Y+
H.mQbD`X
三. 动工 @61N[
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: _BLSI8!N@
>5vl{{,$K
er7/BE&
09;'z
template < typename T > tG^ ?fc
class assignment ]-Y]Q%A4
{ Rb}&c)4
T value; ^`r|3c0
public : ![hhPYmV
assignment( const T & v) : value(v) {} _DvPF~
template < typename T2 > G8DIig<
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ,bwopRcA
} ; AFB 7s z
?NzeP?g
.L{+O6*c
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 nIKT w
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment dVtLYx
qjEWk."
2l/5i]Tq
Sfa
m=.l
class holder *7fPp8k+Z;
{ [W\atmd"
public : (Rg!km%2T
template < typename T > [ma#8p)
assignment < T > operator = ( const T & t) const ,<j5i?
{ I;.E}k
return assignment < T > (t); )qP{X,Uf
} :!YJ3:\
} ; I)%jPH:ua
(5DGs_>
x7kg_`\U
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Jq<`j<'9
CJtjn
static holder _1; `1}?{ud
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 FITaL@{c
wOkJ:k
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); lLFBop
而不用手动写一个函数对象。 =2)$|KC
/(pD^D
IoHkcP[H
OQ&D?2r
四. 问题分析 JEF7hJz~
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。 YM*6W?
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。 '2J6%Gg
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 QV7c9)<]'}
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 R$&&kmJ
下面我们可以对这几个问题进行分析。 |laKntv 2
MkGq%AE`Y
五. 问题1:一致性 V42*4hskL
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 4m(>" dHP
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ]S aH/$
k3.p@8@:
struct holder T9<nD"=:
{ jh ](s U
// e^_@^(||!6
template < typename T > -2ij;pkIW$
T & operator ()( const T & r) const (BQ3M-
{ s /q5o@b{
return (T & )r; TdIFZ[<7
} v oS"X
} ; GJ_)Cl+5E
~@?-|xLqQ
这样的话assignment也必须相应改动: n)!_HNc9
mXM>6>;y
template < typename Left, typename Right > >MY.Fr#.m
class assignment 17]31
{ qFChZ+3>
Left l; %
j{pz
Right r; f>/ 1KV
public : Jl4XE%0
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} q/-j`'A_pb
template < typename T2 > "g1;TT:1~
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } +F&]BZ
} ; z\d2T%^:g(
=\7p0cq&*
同时,holder的operator=也需要改动: }JMkM9]
pyJOEL]1F
template < typename T > `+;oo B
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const zP'pfBgbJW
{ >$52B9ie
return assignment < holder, T > ( * this , t); #$B,8LFz,$
} z n8ig/C
U`_vF~el~
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。 )&!@O$RS8(
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 E!l1a5qB
5GL+j%7
return l(rhs) = r; G-?9;w'@
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 b<78K5'
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: gO!h<1 !
je3n'^m
template < typename Tp > <7]
Y\{+
class constant_t ioCkPj
{ R+hS;F nh%
const Tp t; q$'&R