一. 什么是Lambda H~ >\HV*
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Nh4&3"g|
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, ?c fFJl
nx{X^oc8e
rC/z8m3z
oHV!>K_D
class filler {p(6bsn_#]
{ NVf_#p"h
public : c47.,oTo
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} CX5>/
} ; A*]sN8
JRtDjZ4>
\y7\RV>>3b
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: Oo>Uu{{
Jep/%cT$w
Gch3|e
DsHm,dZ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); w(y
9y9r]
criNeKa
kp)1s>c
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 [4PiQyr
q((%sWp
X:(t,g*7
=C^4nP-
二. 战前分析 P}!pmg6V
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 /(}YjeS
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 NZXCaciG
-Ji uq
PL3oV<\4s>
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 1n>AN.nI
/* --------------------------------------------- */ Q$yQ^ mG
vector < int *> vp( 10 ); Qgo|\=
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); W{]r_`=:6S
/* --------------------------------------------- */ m='_O+ $
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); @.QuIm8,
/* --------------------------------------------- */ QT(]S>--n
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); !]z4'* )W
/* --------------------------------------------- */ O&dh<
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); W#x~x| (c
/* --------------------------------------------- */ HJe6h. P
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); Fa X 3@Sd!
xu'b@G}12
v/Xz.?a\jF
}ol<DV
看了之后,我们可以思考一些问题:
G98f Bw
1._1, _2是什么? *E/CNMn=E
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。 EPEn"{;U
2._1 = 1是在做什么? I$fm"N
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 =u5( zaBe
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 5J6~]J
'@5"p.
{'+.?g
三. 动工 M(Yt9}Z%Y
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: vH"^a/95|
x^ Y sXzu
j>hBNz
<M,=(p{
template < typename T > ?Vi U%t8J5
class assignment |q\Rvt$d
{ yV)9KGV+:
T value; z)
"(&__
public : ~=$d>ZNQ
assignment( const T & v) : value(v) {} c 1{nOx
template < typename T2 > #b;TjnC5{$
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 19\
V@d^
} ; i6:O9Km
7{OD/*|
a#/~rNRY
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 )=#zMdK&
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment RJD(c#r$
ooN?x31
>#5jO9
mk3,ke8
class holder 9H
cxL
{ ZBc8^QZ
public : D.w6/DxaXa
template < typename T > '=ydU+X
assignment < T > operator = ( const T & t) const .fNLhyd
{ U~8, N[
return assignment < T > (t); #sf1,k5'
} TA"gU8YQ
} ; x\Kt}/9 7e
wQOIUvd
OT3~5j1[
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: \8Yv}wQ
#nS crs@
static holder _1; #8B4*gAM
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 +!-U+W
!<5Wi)*
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 4 :M}Vz-
而不用手动写一个函数对象。 TmLfH
d
1Zgv+.
%Lfy!]Ru
34aSRFsk*
四. 问题分析 VVi3g
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。 <*HsJwr)u
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。 >q1rdq
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 \{}5VVw-S?
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 r]bG,?|
下面我们可以对这几个问题进行分析。 VO7&<Y}{x
"1-z'TV=
五. 问题1:一致性 S2~im?^21
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?| _j\8u`^n
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 AXPdgo6
XWUi_{zn
struct holder X[1w(d U[
{ ##yH*{/&
// zQsW*)L
template < typename T > :gx]zxK
T & operator ()( const T & r) const i [2bz+Z?
{ >d^DN;p
return (T & )r; dPF*G$
} .2*h!d)E
} ; 7_ 5-gtD
^J&}C
这样的话assignment也必须相应改动: Ev1gzHd!i
mS
&^xWPV
template < typename Left, typename Right > 8}|!p>
class assignment )C0 y<:</
{ [}?E,1Q3
Left l; f(*iagEy
Right r; <-=g)3_
public : tjcG^m} _
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} {[r}gS%
template < typename T2 > ZE6W"pbjU
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } %ERR^
} ; O7zj8
?q}:ojrs1
同时,holder的operator=也需要改动: \|C~VU@
{:`XhPS<B
template < typename T > YZ/2:[b
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 'F Cmbry
{ l +#FoN
return assignment < holder, T > ( * this , t); E5t
/-4
} Y?JB%%WWI
ST[E$XL6
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 ?2Sm
f
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 kntULI$`
%[k"A
return l(rhs) = r; JYa3xeC;
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。 jUrUM.CJ\N
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: aoU5pftC
$%?[f;S3,
template < typename Tp > WTu1t]
class constant_t |
=tGrHL
{ j%fi*2uX
const Tp t; UkM#uKr:
public : r.v.y[u
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} >ToI$~84
template < typename T > wo\O0?d3{
const Tp & operator ()( const T & r) const Xrzpn&Y=#
{ F)=*Ga
return t; w)"F=33}5
} 9mB] \{^
} ; He}"e&K
9PJnKzQ4
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 MQlGEJ
下面就可以修改holder的operator=了 w,;ox2
$qM&iI-l0
template < typename T > OA&r8WK3
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
(xMq(g
{ !.w|+-JKO
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); =wFl(Q6J
} 8k?V&J `
]|B_3*A
同时也要修改assignment的operator() .!_^<