一. 什么是Lambda XRCiv
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 f/RzE
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, Y&KI/]ly,L
0P^RciC f
7N,E%$QL
"2q}G16K
class filler DZ -5A
{ @9g$+_"ZT
public : wUj[c7Y%
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} )WavG1
} ; o<bZ. t
rk:^^r>5Qi
%!I7tR#;
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: T Z{';oU
Tt#4dm-
;X,|I)
=B@+[b0Z
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); o^FlQy\
Aon3G
L#mf[a@pCn
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 @dei}!e
UIgs/
$Y* d ' >
=aZgq99
二. 战前分析 AL@8v=
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 xR}^~14Bz
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 vFm8 T58 7
wb~BY
a)w
*
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); .Qk T-12
/* --------------------------------------------- */ y "6;O 0
vector < int *> vp( 10 ); 1"tyxAo\
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); KSkT6_<
/* --------------------------------------------- */ o;5 J=
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); MJ "ug8N
/* --------------------------------------------- */ Ahl-EVIr<
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); :}(Aq;}X
/* --------------------------------------------- */ T40&a(hXQ
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); :Z)a&A9v
/* --------------------------------------------- */ QS(aA*D
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); VwJ A
Ok63 w7
"LZQ1P*ef$
! Rr k
看了之后,我们可以思考一些问题: &w15GO;4
1._1, _2是什么? i2.g}pM.A
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。 |Z6M?n
2._1 = 1是在做什么? ]mIcK
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。 EHI%QT
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。 M~'4>h}
4-j3&(
(j<FS>##
三. 动工 |q|?y`X4/
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: s"OP[YEke/
DA=#T2)p
SXqWq
)ZZjuFQJ)
template < typename T > xA7>";sla[
class assignment 8Dy5g
{ sF. oZ>
T value; xE>jlr?
public : M[eq)a$
assignment( const T & v) : value(v) {} qStZW^lFeY
template < typename T2 > dw*PjIB9x
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } $G\WW@*GE
} ; T'^ Do/
3#\++h]QZ
1`sLbPW
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Ow"e3]}Mt
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment hw5NHZ I'
r~[Bzw"c
r!+..c
mV>l`&K=
class holder k`we_$/Gw
{ Fok%
public : o}4~CN9}
template < typename T > 9ZJn 8ki
assignment < T > operator = ( const T & t) const s!IX3rz
{ &u`]Zn
return assignment < T > (t); !V^wq]D2
} ayGcc`
} ; ~:JoKm`vU
<(Rbu2_
8l.bT|#O
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: K0aT(Rc
e
C^IPddw>
static holder _1; fzdWM:g
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 F G:t2ea
T)Y{>wT
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ROhhd.
而不用手动写一个函数对象。 u<['9U
,*kh{lJ
MvKr~
Q]{ `m
四. 问题分析 eF"k"Ckt'
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。 9oU1IT9
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。 "Cz0r"N
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 b!<\#[
A4
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 pi|=3W
下面我们可以对这几个问题进行分析。 V8hmfV~=]P
F~$ay@g
五. 问题1:一致性 I}sb0 Q&
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?| ew.jsa`TrW
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ],~H3u=s3
MBqw{cy
struct holder HfPu~P
{ +;ylld
// 4aiI&,
template < typename T > %M*2 j%6
T & operator ()( const T & r) const 2EH0d6nt
{ $(]E$ek
return (T & )r; ?j;,:n
} h0&Oy52
} ; Qt\^h/zjG
nN2huNTf:
这样的话assignment也必须相应改动: G3o `\4p
jdIAN
template < typename Left, typename Right > &Nw[J5-"k
class assignment X7rsO^}W
{ /PKu",Azj
Left l; 050V-S>s
Right r; *zwo="WA\t
public : jN AS'JV
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 9$L2a
template < typename T2 > <Gna}ALkg
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 4"pU\g
} ;
20]p<
sp&gw XPG
同时,holder的operator=也需要改动: t,u;"%go
F_Gc_eT
template < typename T > P Ij
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Z7NR%u_|[
{ Q*hXFayx
return assignment < holder, T > ( * this , t); _C)\X(;
} 7h.fT`
)nGH$Mu
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。 hEFOT]P4
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 #;=sJ[m4
c#f@v45
return l(rhs) = r; ";;!c. !^
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。 XE]"RD<z
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: L&d.&,CNs'
0g;)je2_2?
template < typename Tp > lL&U
ioo}D
class constant_t 4Y{;%;-i
{ eM@xs<BR
const Tp t; +sV~#%%
public : iuA_Jr
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} phQ{<wzwp
template < typename T > ((&5F!+\-
const Tp & operator ()( const T & r) const OIIA^QyV
{ G+2 ,x0(
return t; 3~{0X-
} qi
">AQpp
} ; B>4/[
YHr;
7X)4ec9H\
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 "jLC!h^N
下面就可以修改holder的operator=了 8 C9ny}
i{16&4 '
template < typename T > }KO <II
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ?\)h2oi!F5
{ |MOz>1<a
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
2C1NDrS;}
} [RF]lM]w
Wffz&pR8
同时也要修改assignment的operator() M[+#*f.T}
f7 |Tp m
template < typename T2 > /2
hk 9XM
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 5^R?+<rd
现在代码看起来就很一致了。 @qYT/V*/
t-5Y,}j
六. 问题2:链式操作 [9B1 %W
现在让我们来看看如何处理链式操作。 !Qf*d;wxn(
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 7A) E4f'
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 L^zh|MEyzk
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 A2;6Vz=z
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct JypP[yQ
ktS^^!,l%
template < typename T > :5.F
struct result_1 1;DRcVyS+
{ FE]UqB
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; P-nhG
} ; N|Ag8/2A
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