一. 什么是Lambda n,=VQOu
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 k:JrHBKv\
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, kHXL8k#T
SfgU`eF%B
!
vP[;6
C3< m7h
class filler 8i6Ps$T
{ v[#9+6P=
public : hfnN@Kg?B}
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} _$=
_du
} ; .gG1kW A-
R>,:A%?^b5
&n6$rBr%
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: hJwC~HG5
D_/^+H]1
+6UVn\9Q
At flf2 K
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); S>.SSXlM
Q@
2i~Qo[
$Z|ffc1
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 F_Y7@Ei/
f` :i.Sr
/J04^6
,S'p%g
二. 战前分析 XEn*?.e
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 I*x[:)X8
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 Jj,U RD&0R
G"X8}:}
R<sJ^nx
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); t'BLVCu
/* --------------------------------------------- */ (7XCA,KTGI
vector < int *> vp( 10 ); W5?yy>S6N
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Vy*:ne
/* --------------------------------------------- */ Xv<B1
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); uwa~-xX6
/* --------------------------------------------- */ vJ\pR~?
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); N` aF{3[
/* --------------------------------------------- */ a;QMAd!
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); rA2g&
/* --------------------------------------------- */ Y|8:;u'
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); BhM'@g*
T%6&PrQ7
rFaF
Bd
9so6WIWc
看了之后,我们可以思考一些问题: <Ard7UT
1._1, _2是什么? `D`sr[3n
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 B*4}GPQ
2._1 = 1是在做什么? x%+aKZ(m)
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ?_"+^R z
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 j7sKsbb
0G7K8`a
u}!@ ,/)
三. 动工 'd+NVj{C
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: MS0Fl|YA
dFH$l
Fx5d:!]:$?
kGdt1N[
template < typename T > 66.5QD0
class assignment 0j30LXI_
{ T/^Hz4uA7
T value; A81ls#is
public : U+)xu>I
assignment( const T & v) : value(v) {} 3dht!7/
template < typename T2 > _<a7CCg
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 9uRFnzJVx
} ; BT)X8>ct
TUHi5K
wD68tG$
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 \[gReaI
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment {?J/c{=/P
:4MB]v[K
A,%C,*)Cg
Ps%qfL\
class holder Ga# :P F0
{ /e]'u&a
public : ,z;ky5Ct
template < typename T > F>]m 3(
assignment < T > operator = ( const T & t) const Mk=mT3=#
{ io#&o;M<
return assignment < T > (t); /1x,h"T\<
} x9x E&
} ; 87:!C5e}
5B&;uY
C?i >.t
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: D\[h:8k
~er\~kp
static holder _1; :>TEDy~O%
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 &v"3*.org@
VH=S?_RY>
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); PH>
b-n
而不用手动写一个函数对象。 Zs}5Smjl;%
SB5&A_tr
td4[[ /
abJ"
[
四. 问题分析 Y`o+XimX
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。 Qb)C[5a}
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。 HsnLm67'
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 br0++}vwL
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 7\f\!e <
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Ee@4 %/v
>nw++[K_
五. 问题1:一致性 $ &P>r
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?| [5uRS}!
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 X=Ys<TM,
q^A+<d
struct holder 3,]gEE3
{ RjWqGr;bO
// Wm);C~Le
template < typename T > $KLD2BAL
T & operator ()( const T & r) const I! > \#K
{ $&<uT
return (T & )r; m=:4`_0Q
} e|&6$A>4]
} ; `5~ +,/Ys
UK1_0tp]x
这样的话assignment也必须相应改动: /DqLrA
4#5:~M }
template < typename Left, typename Right > w.lAQ5)I%\
class assignment =xNv\e
{ /Nr*`l
Left l; hgLj<
Right r; ?{U
m
public : 0 H0-U'l
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Gg~QAsks
template < typename T2 > >[Ye
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } sf]s",t~J
} ; \EKU*5\Hp>
.[Ap=UYI>
同时,holder的operator=也需要改动: +=]!P#
Hewd4k
template < typename T > RPIyO
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ,SQZD,3v4
{ YKbaf(K)9
return assignment < holder, T > ( * this , t); P%#*-zCCx
} Vpr/
z81esXl
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。 fx@j?*Qb
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 +8v9flh
= <j"M85.
return l(rhs) = r; N gLU$/y;
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 _=q!
BW
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: wtT}V=_
rz"txN
template < typename Tp > w|CZ7|6
class constant_t sTOa
{ uP<0WCN
const Tp t; hzI|A~MFB
public : >@YtDl8R
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Ov#=]t5
template < typename T > I+!:K|^
const Tp & operator ()( const T & r) const ?H_LX;r
{ [!
'op0
return t;
.AYj'Y
} Wm H~m k"
} ; F q!fWl
<\0vR20/
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 TZtjbD>B
下面就可以修改holder的operator=了 >7roe []-|
e5.h ?
template < typename T > K9vIm4::d$
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
*]h`KxuO
{ }hYZ"
A~
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); $''9K
} +rIL|c}J
`;YU.*
同时也要修改assignment的operator() (ZL sB{r^
9}c8Xt^&