一. 什么是Lambda ;apLMMsWC
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 y9}qB:[bR
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, [w](x
*gmc6xY
l(Y32]Z
u`EK^\R
class filler S5|7D[*
{ h`Jc%6o
public : mI2Gs)SO
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Eq@sU?j
} ; I/'>MDB!
b$w66q8
OL1xxzo
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: \Vv)(/q {
l|842N@1
8y<mHJ[B
C,;?`3bH@
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); mAH7;u<
C,,T7(: k
%X\J%Fj
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ,T;sWl
wgDAb#Zuk
VK4UhN2
\;%D;3Au
二. 战前分析 j gV^{8qG
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 eDo4>k"5
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 )fXxkOd
U>IsmF>m
nUY)LnI
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); )~P<ruk>,C
/* --------------------------------------------- */ Bl)D/
vector < int *> vp( 10 ); DN8I[5O
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); w2$ L;q
/* --------------------------------------------- */ ?:q"qwt$F
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 0"-H34M<D
/* --------------------------------------------- */ z@~ZMk
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); AsS~TLG9p
/* --------------------------------------------- */ d+Mogku2
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); .yzXw8~S
/* --------------------------------------------- */ L9[m/(:y
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); bil>;&h
2+|r*2_glo
57 Vn-
3b?-83a
看了之后,我们可以思考一些问题: -8:O?]+Q/
1._1, _2是什么? T5@t_D>8
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 aSm</@tO&
2._1 = 1是在做什么? )`=N+k]
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 rI)&.5^
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 uPFbKSJj
cB;DB)0P
84(jg P
三. 动工 d6W&u~
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 4pDZ +}p
?#5)TAW
4J[bh
JjAO9j%
template < typename T > hHt.No
class assignment LGy!{c
{ e mq%"
;.
T value; ,!~U5~
public : c1]\.s
assignment( const T & v) : value(v) {} 8W.-Y|[5?
template < typename T2 > fQU_A
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ZDrTPnA[
} ; ?!34qh
or`"{wop
!OH'pC5
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {-IRX)m*
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment qyzeAK\Ia
BW)t2kR&
4.&et()}
V[|k:($
class holder x(zW<J5X"
{ !hPe*pPVV)
public : qmpU{fs
template < typename T > Lj3q?>D*^6
assignment < T > operator = ( const T & t) const \AR3DDm
{ RK]."m0c~#
return assignment < T > (t); 2wh{[Q2f
} `^E(P1oJ3
} ; )3_g&&
4gm(gY>[
XN'X&J
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: |z%*}DPrpa
Sytx9`G 5
static holder _1; j[1^#kE
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 M#>f:_`<
"V_PWEi
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Y) 4D$9:
而不用手动写一个函数对象。 mCpoaGV_
BUKh5L
|7T!rnr
~&IL>2-B
四. 问题分析 u"n~9!G
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 80M4~'3
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 0r\hX6 k
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ?3i-wpzMp
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 K31rt-IIt
下面我们可以对这几个问题进行分析。 pKSVT
SY2B\TV
五. 问题1:一致性 T+/Gz'
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 2?7a\s
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 :U;ZBs3
`Uw^,r
struct holder yyHr. C
{ 5k}UXRB?
// W,>;`>
template < typename T > WYE[H9x1?
T & operator ()( const T & r) const {Z|.-~W
{ N|1k6g=0
return (T & )r; C31SXQ
} D &wm7,
} ; Fx0<!_tY-
ji2if.t@
这样的话assignment也必须相应改动: 7b T5-=.
cj<j*(ZZ
template < typename Left, typename Right > %P9Zx!i>
class assignment b_=k"d
{ an<tupi[E
Left l; o*QhoDjc
Right r; XH2g:$
public : )5X7|*LP
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} d=wzN3 ;-
template < typename T2 > _" F(w"|
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 1}!f.cWV(
} ; BZx#@356N
gzHjD-g-<
同时,holder的operator=也需要改动: (F7!&] 8%
Rm *"SG
template < typename T > {{=7 mbc
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const bd<zn*HZ*
{ gy<pN?Mw
return assignment < holder, T > ( * this , t); 8c3X9;a
} G(4:yK0
A0WQZt!FEN
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。 +]|J
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 d|6*1hby
<H E'5b
return l(rhs) = r; L1"X`Pz[}
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。 4k$BqM1
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: E(
*$wD
hgKs[ySo,3
template < typename Tp > >1mCjP
class constant_t K=Fcy#,f
{ J/wot,j^
const Tp t; Ctt{j'-[
public : F+L q
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Mk[_yqoCO
template < typename T > .6OE8w
1
const Tp & operator ()( const T & r) const 35jP</
{ CWI(Q`((>
return t; l=EIbh
} F K={%
} ; UmQ 9_H 7
tp*AA@~
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Gz~P
0Z^w}
下面就可以修改holder的operator=了 59T:{d;~
/1tqTi
template < typename T > D@d/O
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const +69sG9BA
{ ~`mOs1 d
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 0Km{fZYq7;
} Ty#L%k}-t
t91v%L
同时也要修改assignment的operator() i':<