一. 什么是Lambda \A':}<Rj
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 -2f0CAh~
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, 0\.y0
K8
n] &fod
_wm"v19
KBXdr5 2"
class filler 3?2;z+cz*u
{ olh|.9Kdj}
public : nPKf~|\1{
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} U,)+wZJ
} ; )\t#e`3
eE1w<] Eg
BHa!jw_~o
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: j'~xe3j
d!,V"*S
GX(p7ZgB2
jo+T!CUM'
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); lxV>
rmD
D*heYh
aY6]NpT
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 \\BblzGMR
%]d^B|
W)o-aX!P
J1g
`0XH
二. 战前分析 GN(PH/fO9
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。 <.~j:GbsE
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 <^OGJ}G
u6|P)8?`
"c=\?
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); lZ'NLbK
/* --------------------------------------------- */ Xq,{)G%9nM
vector < int *> vp( 10 ); J/WPffqD
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 4,UvTw*2z
/* --------------------------------------------- */ %5$yz| :
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); -&%#R_RV
/* --------------------------------------------- */ kx*=1AfU+Y
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); enE8T3
/* --------------------------------------------- */ #*XuU8q?
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); bv-s}UP0
/* --------------------------------------------- */ NkA|T1w7
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); @/yef3
|-=^5q5
dKi+~m'w
HS>Z6|uLY
看了之后,我们可以思考一些问题: 2wpLP^9Vr<
1._1, _2是什么? vaS/WEY
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 J_<ENs-
2._1 = 1是在做什么? Tgc)'8A;BN
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
cT-XF
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 c2-NXSjsW
gVEW*8
Gd%KBb
三. 动工 9!}&&]Q`
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: >Y!5c 2~`;
]FL=E3U
3I@j=:(%Y
h1q ?kA
template < typename T > +)dQd T0Fq
class assignment 2:Zb'Mj
{ WfL5.&
T value; /2tgxm$}
public : mtvfG
assignment( const T & v) : value(v) {} P0Z1cN}
template < typename T2 > uF/l,[0v
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 9Qst5n\Z
} ; S{XV{o
eZ8~t/8
$2~I-[
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 pA&CBXio
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 0L9z[2sj
q$Gf9&ZO
NnRR"'
Tky\W%Ag
class holder `%SFu
{ 0B7cpw>_J
public : xxpvVb)mF
template < typename T > H.3+5po
assignment < T > operator = ( const T & t) const Y&6vTU
{ vc0'x4
return assignment < T > (t); Ei2hI
} tsaf|xe
} ; ~G+o;N,V
YII1Z'q
qq9fZZb
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: kC"lO'
A%qlB[!:
static holder _1; Hpo7diBE
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Ou/JN+2A
;-Fr^|do y
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); }D02*s
而不用手动写一个函数对象。 A2LqBirkl
vN'Y);$
,Wtod|vx\U
1iyd{r7|
四. 问题分析 d}#G~O+y3v
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。 a"ZBSg(
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。 >*r H Nf
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 mMo<C_~w&
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Pp.qDkT
下面我们可以对这几个问题进行分析。 s4h3mypw
UlF=,0P
五. 问题1:一致性 }A)>sQ
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?| =iF}41a
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 [+dOgyK
v,qK=]ty
struct holder DY<Br;
{ Huzw>
// Q%:#xG5AmE
template < typename T > 8JvF4'zx
T & operator ()( const T & r) const H~y 7o_tg
{ s"G;rcS}#
return (T & )r; l;_zXN
} ^wDZg`
} ; $w!; ~s
:wtr{,9rZ
这样的话assignment也必须相应改动: N&ZIsaK,j
iF:`rIC
template < typename Left, typename Right > BCN<l +u
class assignment QJ1_LJ4)a
{ u
xi f-5
Left l; ,QW>M$g{
Right r; Eo)w f=rE9
public : 2' fg
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} rWk4)+Tk
template < typename T2 > @w:6m&KL9
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } NgH"jg-
} ; bj)dYjf
%{'hpT~h
同时,holder的operator=也需要改动: m<]b]FQ
PW a!7n#A
template < typename T > ra#s!m1
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const P5{|U"Y_
{ [;O 6)W
return assignment < holder, T > ( * this , t); Ji%6/zV
} QI\ &D)
@k.j6LKbc
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。 GMD>Ih.k:9
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 gHCk;dmq81
K5(:UIWx
return l(rhs) = r; h|z{ (v
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。 CYlZ<