一. 什么是Lambda hg\$>W~2
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 t,=khZ
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$|EOi?
N$_Rzh"9rr
@-u/('vpB
K3\U'bRO
class filler nwV\[E
{ %X#Wc:b
public : [>6:xGSe9X
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} d3Y#_!)
} ; E5 Y92vu
]2Lwd@
[qid4S~r,&
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: &LYU#$sj
D+"5R5J",
/4=O^;
e'7!aysj
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); \mv7"TM
GS)l{bS#[O
~0worI?
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 gbKms;:
^*Rr x
Fdvex$r&
<4(rY9
二. 战前分析 30F&FTW
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。 V-I_SvWv\
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 w"A'uFXLc
j7uiZU;3Rx
BU])@~$
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); m:
w/[|_
/* --------------------------------------------- */ :Fm+X[n
vector < int *> vp( 10 ); (5'qEi ea
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); #PtV=Ee1
/* --------------------------------------------- */ ,hX03P-X
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ZEHz/Y%
/* --------------------------------------------- */ 7G2TT a
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); l} h<2
/* --------------------------------------------- */ YMJjO0
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 9Y*6AaKE6
/* --------------------------------------------- */ pspV~9,
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ^V>sNR
3QGg;
c< \:lhl
I_eYTy-a`1
看了之后,我们可以思考一些问题: A!@D }n
1._1, _2是什么? P3@[x
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。 VN;Sz,1Z
2._1 = 1是在做什么? q=|>r
n_
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。 {$Fg+~
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。 Xt9?7J#\T
w,JB`jS)/
KWhw@y-5j@
三. 动工 eGnc6)x@C
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: +mV4Ty
ks'25tv}F
SOeL@!_
v#D9yttO{
template < typename T > SAXjB;VH6
class assignment qTiX;e\W
{ f@>27&'WV
T value; 8[}MXMRdb
public : ;xwa,1]
assignment( const T & v) : value(v) {} D<Ads
template < typename T2 > ^9"|tWf6O
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } o-7>^wV%BD
} ; Z.VVY\
J;'?(xO3\
sx(yG9
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 %VSST?aUvX
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment G4AX8@;U
O/l|\n
%,>> <8
/1Rm^s)2z
class holder cdzMao
{ ^K&&O{
public : t~X wF(";
template < typename T > a<c % Xy/
assignment < T > operator = ( const T & t) const _Z5l
Nu
{ uVOOw&q_
return assignment < T > (t); 0.|tKetHq
} C6O1ype
} ; Z]oa+W+
(zye
Ch
!^G+@~U
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: H9nZ%n
ZYrd;9zB
static holder _1; AUxLch+"5K
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 l0[jepmpiT
u`K+0^)T`
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); &bnF{~<\
而不用手动写一个函数对象。 7P!/jawxb
u[PO'6Kzd
Qe]@`Vg
Vx-HW;,
四. 问题分析 1 dI
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。 o&gcFOM22
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。 #Rjm3#gc
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 )N`ia%p_]
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 A^%z;( 0p
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ;STO!^9~
|~rDEv3
五. 问题1:一致性 3"!2C,3c#
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?| )!p=0&z@{
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
<k/'mBDk
u|9^tHT>
struct holder %^gT.DsX-
{ BJ~Q\Si6
// ~F>oNbJIv
template < typename T > ~SP.&>Q>
T & operator ()( const T & r) const t3v*P6
{ #y}@FG
return (T & )r; #C4
} 0>VgO{X
} ; 9=
\bS6w*
xWn.vSos
这样的话assignment也必须相应改动: D-A#{e _
ANn{*h
template < typename Left, typename Right > 7^as~5'&-
class assignment W"VN2
{ Yca9G?^\v
Left l; 7Cp>i WV
Right r; !W]># Pm
public : G:A~nv9
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} q.~.1
'`!
template < typename T2 > 26.iFt/:
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Z(*nZT,
} ; -:cS}I
fC]+C(*d
同时,holder的operator=也需要改动: @MAk/mb&
(Qq! u
template < typename T > Pw
hs`YGMF
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 9BNAj-Xa
{ !0 *=z~
return assignment < holder, T > ( * this , t); =EsKFt"
} u|BD%5+J
aSXoYG0\
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。 w*#TS8
\
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 A{mbL2AxwC
$//18+T
return l(rhs) = r; N, ;'oL+
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ^7F!>!9Ca
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 2,q^O3F
qPH]DabpI
template < typename Tp > p0`Wci
class constant_t peR=J7
{ .Eh~$wm
const Tp t; k;;?3)!
public : zUIh8cAoE
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ZUAWSJ,s
template < typename T > &FkKnz4IZ
const Tp & operator ()( const T & r) const L.l%EcW=,
{ _BtppQIWv
return t; {5^'u^E
} HBo^8wN
} ; !+9H=u
.I
{X
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Ai(M06P:h
下面就可以修改holder的operator=了 IP&En8W+
>OZ+k(saL
template < typename T > &