一. 什么是Lambda thX4-'i
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 k#~oagW_Gw
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, [e_csQ
Voq/0,d
ps8tr:T^=
y=+OC1k\8
class filler w8N1-D42
{ Y`$\o
public : [euR<i*I#
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} xe(7q1
} ; g2^{+,/^K
iqB%sIP
2!CL8hG5:
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: @}waZ?'
+>2.O2)%q
GcA|JS=>
wL]#]DiE
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ob9od5Rf
2?:OsA}
(d,OLng
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 MT)q?NcG
^r(]S%
8KkN
"4'
PA*k|
二. 战前分析 ?UIW&*h}
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 Z 5P4 H
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 =TzJgx
pV\ >?
Z-_Xt^N
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 7B5b
+
/* --------------------------------------------- */ PBE i"`i
vector < int *> vp( 10 ); aR@+Qf
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Pf?&ys6
/* --------------------------------------------- */ CK|AXz+EN
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ^5?|Dj
/* --------------------------------------------- */ car|&b
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); p/7'r
/* --------------------------------------------- */ O}2/w2n
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); uTJ z"c`F
/* --------------------------------------------- */ eLgq
)
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); XDyo=A]
gcO$ T`
&
@_PY
nUX3a'R
看了之后,我们可以思考一些问题: |yp^T
1._1, _2是什么? m#O; 1/P
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'1b
2._1 = 1是在做什么? 9H:J&'Xi7
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。 Zy?!;`c*{
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。 GNB'.tJ:0Y
:9x]5;ma
*uccY_
三. 动工 2~ETu&R:
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ]c|JxgU
@8aV*zjB
GiK,+M"d
q|s:&&Wf
template < typename T > ` l'QAIo
class assignment 7zU~X,
{ U,fPG/9
T value; s[/d}S@ >
public : :M`~9MCRf
assignment( const T & v) : value(v) {} *}Z
template < typename T2 > saQo]6#
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } &t_TLV 8T
} ; e} 7!A
=;)=,+V~q
:ec>[N~KG
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 3A~<|<}t
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment i$hWX4L
>XRf=
:3
n+<
,VUOsNN4\
class holder \LQZoD?W
{ +u5xK
public : 4k<U5J
template < typename T > #SI]^T|
assignment < T > operator = ( const T & t) const 2VX9FDrnk
{ 60e{]}Z
return assignment < T > (t); gXn`!
} gQu!(7WLI
} ; X>o*eN
>){}nlQf
v6! `H
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 4@mJEi{
IkA~+6UY
static holder _1; W>&*.3{v
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 6L
Fhhl^
Uqj$itqUQ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); =>Qd
而不用手动写一个函数对象。 i=rA;2>
83# <Yxk~
| "M1+(k7
Ytqx0
四. 问题分析 i*&b@.7N
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。 g_>E5z.
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。 jJ2{g> P0P
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 8 K)GH:a
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 > hGB
o
下面我们可以对这几个问题进行分析。 BV/ ^S.~
asy:[r"
五. 问题1:一致性 If 'N0^'W
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?| 1E4`&?
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 GN5*
1sJz`+\
struct holder E6T=lwOZ
{ B !rb*"[
// VtU2&
template < typename T > M-+!z5q~d
T & operator ()( const T & r) const P-yVc2YH
{ C+t|fSJ
return (T & )r; Z3u6m0!
} sE{5&aCSR
} ; n3eWqwQ$5
Y[rCF=ZVH
这样的话assignment也必须相应改动: od,,2pwK+
U!BZsVx
template < typename Left, typename Right > ,LLx&jS
class assignment &Akw V-
{ =W"T=p*j
Left l; !kh: zTP
Right r; <9$Pl%:
public : +I*a=qjq
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} oGbh*
template < typename T2 > "dYT>w
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } BPOT!-
} ; <@4V G
[IHG9Xg
同时,holder的operator=也需要改动: >*+n`"6
~Xr[d07bC
template < typename T > pMAFZfte!x
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const >,)U46
{ *lheF>^
return assignment < holder, T > ( * this , t); NNJQDkO-I
} +OSSgY$
j!0-3YKv
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。 $t5>1G1j7
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 m>!o
Yy_
c@j3L23B
return l(rhs) = r; .~^A!t
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。 ;{e'q?Y
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: tm_\(
ir|L@Jj,
template < typename Tp > tv]9n8v
class constant_t =*6H!bzX
{ 9Nz}'a;?>
const Tp t; 4>B=k
public : (Bpn9}F-V.
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} DD>n-8M@>
template < typename T > <p`
F/p-
const Tp & operator ()( const T & r) const Dv^M/z2&[
{ k@>(sXs
return t; lx~C{tl2
} ys7Tq+
} ; y^
st
T^
XF@34b5(
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 DoICf1
下面就可以修改holder的operator=了 ]2@lyG#<<
d5=&