一. 什么是Lambda ^6?)EM#
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 }$wWX}@
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, Osj/={7g
^?Y x{r~9
FVo_=O)
h,Nq:"}
class filler ^ALR.N+<
{ 24; BY'
public : gQ8FjL6?
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 4r+s"
|
} ; &X%vp?p
F-&=N {+
:,~]R,tJQ
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 7wA.:$
5;4bZ3e,0
(imaL,M-D
R{0nk
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 4],*y`& g
g UAx8=h
Z<A BK`rEO
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 R>#BJ^>=
'^#=,+ A
V!XT=Ou?6
fa:V8xa
二. 战前分析 ji] H|
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。 &X`zk
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 LagHzCB
,+mH1#-3
by0@G"AE+
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); kbcqUE
/* --------------------------------------------- */ mR|;}u;d
vector < int *> vp( 10 ); +/|;<K5_LI
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); %fH&UFby
/* --------------------------------------------- */ BK/~2u
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); f?[0I\V[$
/* --------------------------------------------- */ J6s@}@R1
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ZPO+ #,
/* --------------------------------------------- */ $eQf 5)5
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ynQ+yW74Z
/* --------------------------------------------- */ 83[gV@LW0m
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); :@=;WB*0
ijuIf9!
>anq1Kf
u.~`/O
看了之后,我们可以思考一些问题: O
S%
1._1, _2是什么? {!]7=K)W9
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。 R8(Bt73
2._1 = 1是在做什么? J 6%CF2
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。 Dmq_jt
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。 "$6 .L^9W
A-GU:B
EH2a
三. 动工 ~;ZT<eCIA
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: QswbIP/>:'
Lo-\;%y
iFBH;O_~
^W)h=49PN
template < typename T > X) O9PQ
class assignment : l&g5
{ A."]6R<
T value; YZllfw$9
public : 9~Ve}NB#z&
assignment( const T & v) : value(v) {} Ee0}Xv
template < typename T2 > `=FDNOwp
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } y'#i'0eeL
} ; PrwMR_-
-s5>GwZt
FcI ZG _
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 hF4gz*Q
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment E2%{?o
27CVAX ghV
+[C><uP
\'[C_+;X
class holder 5<=ktA48[
{ W%,h{
public : FsTl@zN
template < typename T >
J~=tR1k
assignment < T > operator = ( const T & t) const 23_\UTM}1
{ Dc;zgLLL
return assignment < T > (t); 78n`VmH~L
} l<"Z?z
} ; ~IIlCmMl,
r{1xjAT
vf-cx\y7
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: WN`|5"?$
2J0N]`|)
static holder _1; *$/!.e
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 iM'rl0
V
'e_gH
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); eJ2$DgB}t
而不用手动写一个函数对象。 Pko2fJt1
J*}Qnl +
?loP18S
b
F4$N:Jkl
四. 问题分析 s ;N PY
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 XkE'k;AEx
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 tIJ?caX5=
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 2,bLEhu
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 s>+,u7EV
下面我们可以对这几个问题进行分析。 \
W.uV[\
eABLBsx
五. 问题1:一致性 P S [ifC
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| #lo1GoL\
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 \&Bvh4Q
)HPe}(ypt
struct holder b8$(j2B~
{ rJ 7yq|^Z
// ujH ^ ML
template < typename T > !b:;O
+[
T & operator ()( const T & r) const 5$;#=WAY
{ +,$ SZ O]
return (T & )r; XZ1oV?Z4
} pipO,n
} ; fBZAO
`:y {
这样的话assignment也必须相应改动: ~wl4
s+RSAyU
template < typename Left, typename Right > 6OOdVS3\J
class assignment 0Xx&Z8E
{ ']cRSj.
Left l; cQOc^W
Right r; p.50BcDg
public : +`D,7"{Eu
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Okt0b|=`1*
template < typename T2 > :,]*~Nl
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 6r3.%V.&
} ; Jg:%|g
@}[yC['
同时,holder的operator=也需要改动: R3,O;9i
gLGu#6YVu
template < typename T > ay-M.J
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const h:qt?$]J
{ !da[#zK
return assignment < holder, T > ( * this , t); ~EJ+<[/
} ?^l{t4
Q#a<T4l
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Xe:gH.}
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 LLlt9(^d
-o`Eka!ELz
return l(rhs) = r; +^0Q~>=VD
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 |:jka
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: zUNWcv!& "
!Ic{lB
template < typename Tp > S.Rqu+
class constant_t y8k*{1MuO
{ X_tc\}I]
const Tp t; %hnv
go:^g
public : S>y(3E]I
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} md. #n
template < typename T > 6~#$bp^-
const Tp & operator ()( const T & r) const HC[)):S*
{ &Ub0o2+y
return t; .>A`FqV$~+
} W:z?w2{VI(
} ; miCW(mbO8
yi-S^
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 eq<giHJM
下面就可以修改holder的operator=了 3\~
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Q;EQ8pL?"
template < typename T > aOWfu^&H:
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const N=hhuKt]
{ 'tRaF
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); %8N=4vTJ
} h%0hryGB
b7nER]R
同时也要修改assignment的operator() &N^^[
uG
$&