一. 什么是Lambda CTh1+&Pa
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 l 8O"w&
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, o/tVcv
MxM](ew~7
8yHq7=
TqENaC#&
class filler 33=Mm/<m$P
{ 4mEzcwo'
public : SL[rn<x|
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Si#"Wn?|
} ; R(M}0JRm
??|d=4g\
AC9{*K[
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Hfh@<'NL]
[GtcaX{Zz
Oq #o1>
*e(:["v
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 9T8|y]0F
sFbfFUd
%)zk..K{l
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 fm3(70F\
U8 Z~Y}29
VYL@RL'
\BN|?r$a
二. 战前分析 LiiK3!^i
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。 "nVK< V d
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 5gO /-Zj
x^zdTMNhw
N YCj; ,V
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Xy:Gj,@
/* --------------------------------------------- */ q]F4Lq(
vector < int *> vp( 10 ); 9OPK4-
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); MzG5u<D
/* --------------------------------------------- */ K|`+C1!
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); :9(3h"
/* --------------------------------------------- */ #]?tY}~
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); {?w"hjy
/* --------------------------------------------- */ r])Z9bbi
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); cN62M=**
/* --------------------------------------------- */ Hr(6TLNw
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 5i|s>pD4z1
9~=gwP
PoJmW^:}
cZ^wQ5=
看了之后,我们可以思考一些问题: P=c?QYF
1._1, _2是什么? ])eOa%
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。 X2i*iW<
2._1 = 1是在做什么? g8KY`MBnC&
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。 FX7M4t#<
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。 K*[9j 0
l(gJLjTH%
DUqJ y*F(
三. 动工 FQ U\0<5
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: pG(Fz0b{
AU/#b(mI
C9o$9 l+B
<]~ZPk[
template < typename T > )Ea8{m!
class assignment *vb ^N0P
{ X R4 )z
T value; d`85P+Qen|
public : &&&9
assignment( const T & v) : value(v) {} %06vgjOa (
template < typename T2 > MvBD@`&7
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 21ViHV
} ; *
flW L
V>B'+b+<
\9'!"-i
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 i =-8@
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment cs
t&0
_AprkI_
#9i6+. Z
2yvVeo&3
class holder xkM] J)C
{ V'j@K!)~xR
public : Rnr#$C%
template < typename T > ;@9e\!%
assignment < T > operator = ( const T & t) const t-!m
vx9Z
{ kQIfYtT
return assignment < T > (t); :&9TW]*g
} IfMpY;ow=
} ; 7lR<@$q
)yrAov\z*
+TF8WZZF.d
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: K^aj@2K{
&L%Jy #=
static holder _1; BRa{\R^I
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 L%XXf3;c
'#W_boN
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); rGQ5l1</
而不用手动写一个函数对象。 5}XvL'
doM?8C#`
4%J|D cY2
f TO+ZTRqf
四. 问题分析 =JW[pRI5a
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 m6i%DE
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 #uKWuGz]
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 &\^rQi/tf
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 7}%H2$Do
下面我们可以对这几个问题进行分析。 y(}Eko4u5
B?3juyB`--
五. 问题1:一致性 k;Hnu
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?| W Y:s
gG
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 oRq3 pO}f
1"YpO"Rh
struct holder G6Nb{m
{ 6,+nRiZ
// W5Zqgsy($F
template < typename T > Y)Tl<
T & operator ()( const T & r) const Q'K$L9q
{ 7$7n71o
return (T & )r; b#a@rh
} 3D_"yZ
} ; OH6n^WKY
k. GA8=]>
这样的话assignment也必须相应改动: [zh"x#AyI
"SR5wr
template < typename Left, typename Right > YeyGN
class assignment Q["t eo]DQ
{ ]?&FOzN5$P
Left l; -DCa
Right r; wf9z"B
public : !ni>\lZ
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} z"UPyW1?
template < typename T2 > Js{=i>D
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } [@G`Afaf
} ; URw5U1
1'O0`Me>#
同时,holder的operator=也需要改动: eW50s`bKY
,S!w'0k|n
template < typename T > Cj^{9'0
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const >emcJVYV`[
{ F8=nhn
return assignment < holder, T > ( * this , t); /S~m)$vu
} .Dw,"VHP
{rXs:N@
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 z<&m*0WYA
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 XUSvhr$|
SlaDt
return l(rhs) = r; H l<$a"K7\
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 |/T43ADW
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: sbS~N*{E
'jjb[{g^}}
template < typename Tp > v>mn/a
class constant_t 33a uho
{ lddp^ #f
const Tp t; b$-e\XB!
public : Vmi{X b]<
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} yPgmg@G@/
template < typename T > 6rX_-Mm6w
const Tp & operator ()( const T & r) const hfrnxeM#~
{ 1RqgMMJL
return t; = yXs?y"
} \40YGFO
} ; /:[2'_Xl
H{(]9{
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 <Kt3PyF
下面就可以修改holder的operator=了 =6T
4>rP
tju|UhP3
template < typename T > -]S.<8<$
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 7r
0,>
3"
{ .}`hCt08
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); N1x@-/xa|
} )=^w3y
jbmTmh1q
同时也要修改assignment的operator() HeA{3s
vkcRm`.
template < typename T2 > {9 PR()_
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } @pza>^wk
现在代码看起来就很一致了。 x\@*60o
)qU7`0'8
六. 问题2:链式操作 N "Wqy
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Vpp&