一. 什么是Lambda fI
v?HD:j
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 xovsh\s
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, %*
k`z#b
zq(4@S-TU
*^oL$_Y
Z% DJ{!Hnh
class filler q6'Q-e)
{ !8e;3W
public : :%-w/QwTR
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ~pT1,1
} ; }el7@Gv
E1j3c
:2
bWgRGJqt
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 5szJ.!(
\
)WS^KR%
6H1;Hl
f
F| jl=i
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); l*.u rG
KCIya[$*
!,|-{":
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 eo*l^7
72CHyl`|l
]ZnASlc)
P$x9Z3d_
二. 战前分析 Jmuyd\?,b
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 'NMO>[.
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 O9P+S|hcY
{'p <
o$(S
HLkI?mW<
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); p#%*z~ui
/* --------------------------------------------- */ _\8jnpT:
vector < int *> vp( 10 ); '%X29B5
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); >4#:qIU
/* --------------------------------------------- */ #w3J+U 6r
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); '}^qz#w
/* --------------------------------------------- */ }Y^o("c(
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 7gcR/HNeF
/* --------------------------------------------- */ = GyABK
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); &]h`kvtBC
/* --------------------------------------------- */
OqWm5(u&S
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); YkFAu8b>
C*}PL
q3vv^~
"F =NDF
看了之后,我们可以思考一些问题: -{}h6r
1._1, _2是什么? *c\XQy
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。 boI&q>-6Re
2._1 = 1是在做什么? 's.e"F#
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。 NB4Q,iq$
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。 UZdGV?o ?
K {kd:pr
"=w:LRw
三. 动工 Er;q s *f
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: NLr a"Z
t.+)g-X
#mU<]O
&b`'RZe
template < typename T > gnGh )
class assignment cQ]c!G|a4
{ `Se2f0",
T value; aAbA)'G
public : 1tq ^W'
assignment( const T & v) : value(v) {} dk^jv +
template < typename T2 > `KtP;nG
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } .*f6n|
} ; ?em8nZ'
_9]vlxgtG(
?=LT
^Zp`
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {
"M2V+ep
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment D;s%cL`
`#'j3,\6
pSb tm74
fgs@oaoZ
class holder ? )h8uf4
{ Yn[>Y)
public : j^5YFUwsQg
template < typename T > [-VK!9pQ
assignment < T > operator = ( const T & t) const $ OG){'X
{ v)T#
iw[
return assignment < T > (t); B~E">}=!
} @dk-+YxG
} ; /{: XYeX
%Z4*;VwQ
E}KGZSj
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: $#-rOi /
8R%<~fq r
static holder _1; SswcO9JCX3
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 &TY74w*
Xy%||\P{)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); {Ef.wlZ
而不用手动写一个函数对象。 <{k`K[)
ZG0^O"B0
6}m `_d?
9tU"+
四. 问题分析 P
JATRJ1.
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。 1I`F?MT
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。 aoZ |@x
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 p3Qls*
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 "b~C/-W I
下面我们可以对这几个问题进行分析。 aXQS0>G%(
.CnZMw{'
五. 问题1:一致性 mW4Cc1*
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?| YnuY/zDF
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 pHoHngyi&
r-wCAk}m*?
struct holder %'ah,2a%
{ '5Yzo^R;
// f*<Vq:N=\
template < typename T > F{;#\Ob
T & operator ()( const T & r) const faDS!E' +
{ NuPlrCy;
return (T & )r; 0uIY6e0E
} Y~g\peG7
} ; (_|*&au J
haBmwq(f
这样的话assignment也必须相应改动: ,|d9lK`" P
I]`RvT
template < typename Left, typename Right > |YsR;=6wT
class assignment :P}3cl_
{ ^7wqb'xg
Left l; 6FNGyvBU
Right r;
t1YB
public : Dc@ O Mr
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 5"@>>"3U
template < typename T2 > {Y@shf;
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } =TDKU
} ; m_*wqNFA6
A[uE#T^
同时,holder的operator=也需要改动: /M%>M]
,IyQmN y
template < typename T > (ne[a2%>
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const {iX#
{ ".
tW5O>
return assignment < holder, T > ( * this , t); |dLr #+'az
} 2PYn zAsl
!Z tqh Xr
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。 _]OY[&R
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 QZ l#^-on
o *J*}y
return l(rhs) = r; #Z1-+X8P
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。 mA{?E9W
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: F<