一. 什么是Lambda h;M2ylOu.
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 \LXC269
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, zghm2{:`?g
qm8RRDG
d2C:3-4
TZ2f-KI
class filler B6oAW ,3
{ Q.AM
public : 0wcWDE
9
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} es]m 6A
} ; N8vl<
Mq
c.WT5|:qw
9U*vnLB
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: 0xcqX!(
b4ivWb |`
1hG O*cq!
BI]t}7
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); WG{/I/bJ_
d`/{0 :F
9@B+$~:}7
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 I SmnZ@
<,C})H?
T5;D0tM/
2ZeL
二. 战前分析 D
]eF3a.G
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。 LsV"h<
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 |_*1/Wz@
uBgHtjmae
RI;RE/Z
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ,Pm/ci(s
/* --------------------------------------------- */ =x}/q4}L
vector < int *> vp( 10 ); `-\"p;Hp0
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); -~k2Gy;E
/* --------------------------------------------- */ jw[`\h}8
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); b1cd5
/* --------------------------------------------- */ 1P_bG47
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ?_r"Fg;"
/* --------------------------------------------- */ _K>m9Q2
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); =qvU9p2o
/* --------------------------------------------- */ uzsN#'7=
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ;4IP7$3G
\m!."~%
'z'm:|JW
urB.K<5ZA
看了之后,我们可以思考一些问题: zZHsS$/
1._1, _2是什么? AF-.Nwp
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。 RYNzTA
2._1 = 1是在做什么? !@X#{
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。 o_n.,=/cZ
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。 yw0uF
?`>yl4
w[ngkLEA
三. 动工 5;l_-0=
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 5UbVg
W>y_q[m
KI{u:Lbi
\=<.0K A~
template < typename T > 6>Y}2fT}o3
class assignment iC]}M
{ &.,OvVAo
T value; W8^gPW*c5
public : tWFJx}H
assignment( const T & v) : value(v) {} "$&F]0
template < typename T2 > 8] *{i
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ? 6l::M
} ; k*Kq:$9"
ajAEGD2Zq
2~)]E#9
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ))N^)HR
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment lI 8"o>-~
_xUXt)k
U PC& O
2,\uY}4
class holder &g`a [#
{ P,wJ@8lv
public : 0)NHjKP
template < typename T > fomkwN
assignment < T > operator = ( const T & t) const v\c3=DbO
{ :FSkXe2yy0
return assignment < T > (t); `dK\VK^
} AN;?`AM;
} ; WA/\x
h4#5j'RO
`6A"eDa
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: -*EJj>x
1\p[mN
static holder _1; N%a[Y
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 lVdExR>H
<3bh-)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ~"N]%Cu
而不用手动写一个函数对象。 2gGJ:,RC$
{e^llfj$#
U
uysG\
;,1i,?
四. 问题分析 #E1*1E
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。 5c#L6 dA)
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。 K^S#?T|[9
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 k[p
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 'a}{s>{O
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Oq("E(z+f
2I7P}=
五. 问题1:一致性 +*dJddz
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?| a
AuQw
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 !ZVMx*1Cf
NXx}KF c
struct holder /_O-m8+4m
{ (Gc5lMiX3
// 5?O"N
template < typename T > dw-r}Qioe
T & operator ()( const T & r) const F8/@/B
{ y+PukHY
return (T & )r; pd6d(
} (_T&2%
} ; u-Vnmig9
r?Vob}'Pt]
这样的话assignment也必须相应改动: dM') <lF
SnqLF
/d
template < typename Left, typename Right > Cur)|
class assignment 01Aa.i^d(
{ S4_Y^
Left l; o8,K1ic5#
Right r; uxcj3xE#d
public : !qR(Rn
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 0KZ 3h|4lP
template < typename T2 > ?tcbiXRG+
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } iT%UfN/q=I
} ; sxqXR6p{
,LW0{(&z
同时,holder的operator=也需要改动: -[F^~Gv|;
o+na`ed
template < typename T > ji2#O.
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const v<)
}T5~r
{ k@2gw]y"
return assignment < holder, T > ( * this , t); I#0.72:[
} Z-Uq89[HZ
+]6 EkZO
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。 \|(;q+n?k
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 J+zqu
1.!(#I3
return l(rhs) = r; k\lj<v<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。 \!PC:+uJ
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: NOx|
#
TwH(47|?Nt
template < typename Tp > ,9rT|:N
class constant_t 6/z}-;,W'
{ 'L,rJ =M3
const Tp t; ReRRFkO"2
public : }PXWRv.gW
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} BZj[C=#x
template < typename T > H [v~
const Tp & operator ()( const T & r) const 1>2397
{
`DwlS!0
return t; iTX.?*
} w+}dm^X
} ; 0Zq"-
:K&hGZ+5
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 eAqQ~)8^
下面就可以修改holder的operator=了 l YhwV\3
z}&