一. 什么是Lambda Qafg/JU
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 YeJdkt
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, M(f'qFY=K
LBB[aF,Lr
|t_2AV
WAbhBA
class filler [f}1wZ*
{ bX1ip2X
lk
public : l ,.;dw
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} \
PqV|
} ; 3Y8
V?* 1|
J:a^''
4r*6fJ*bJ
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: cS"6%:hQ
ZHJzh\?
aXagiz\;
Wwz{98,K
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); (x@"Dp=MZW
&Is%I<'o
tG-MC&;=
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 I1,?qr"Zr
79DC]48M
rIb{=';
:.,I4>b2
二. 战前分析 ghl9gFFj
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。 .^23qCs
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 AdNsY/ Y(
@[Th{HTc.G
<PxEl4
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); QZfnoKz
/* --------------------------------------------- */ h!
<8=V(
vector < int *> vp( 10 ); <#-ERQw
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); )j]RFt
/* --------------------------------------------- */ Lnzhs;7L
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ;Mz]uk
/* --------------------------------------------- */ ilP&ctn6+c
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ,J~dER\%
/* --------------------------------------------- */ .\ZxwD|
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); :lAR;[WFS
/* --------------------------------------------- */ (hoqLL\}k
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); xjYFTb}!
;z68`P-
=3'wHl
_u0dt) $
看了之后,我们可以思考一些问题: h|
Ih4
1._1, _2是什么? Sa0\93oa
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。 0Ju{6x(|
2._1 = 1是在做什么? >Vvc55z
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。 Evc
9k
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。 &}r932
KB^IGF
5eYCnc9
三. 动工 1^COR+>L
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ?=l(29tH
So:89T
!v-(O"a
#?9oA4Q
template < typename T > Jj!T7f*-GX
class assignment '&Ku Ba
{ (:1j-
T value; 9SPu 4i
public : |Bid(`t.
assignment( const T & v) : value(v) {} 0czy:d,M%
template < typename T2 > LYX+/@OU2
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } >Ry4Cc
} ; OQq7|dZu
F2&KTK
G>Q{[m$
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 <
5ow81
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment .XmD[=
:X^B1z3X4
tua+R_"
zri <'W
class holder _
|; bh
{ 6Z$T&Ul{
public : (n<xoV[e
template < typename T > =<g\B?s]
assignment < T > operator = ( const T & t) const +#W5Qb}VR
{ Y4_i=}\*vf
return assignment < T > (t); 5XhV+t
g.
} r~sGot+sQA
} ; L{42?d
G*QQpSp
gC 4w&yL
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 4l|Am3vzX
`27? f$,
static holder _1; Kl*##qw!
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 9u9#&xx
"x{S3v4Rb5
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); &(K*TB|Om
而不用手动写一个函数对象。 f /jN $p
Gqs8$[o
SbB5J> >7J
cIgF]My*D@
四. 问题分析 1G\ugLm
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。 yY1&hop
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。 =Rui
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ''Hq-Ng
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 6ul34\;
下面我们可以对这几个问题进行分析。 pY2nv/
6} 9A0
五. 问题1:一致性 O:#to
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?| m,pDjf
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 eq"~by[Uq
{PfE7KH
struct holder wtY#8'^$&
{ lU@ni(69d
// B *:6U+I
template < typename T > ^xq%P2s0
T & operator ()( const T & r) const 03,+uf
{ Q>.-u6(&
return (T & )r; ?Z;knX\?J
} DzYno-]A]
} ; 9gFC]UVWh
#i~.wQ$1
这样的话assignment也必须相应改动: )wKuumet
TPkm~>zD.
template < typename Left, typename Right > xT@\FwPr
class assignment 4Ld0AApncy
{ 5L4~7/kj
Left l; SO}Hc;Q1`
Right r; i$ Zhk1
public : sl)_HA7G
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} !D1F4v[c=
template < typename T2 > 2LgRgY{Bl
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } VQX#P<
} ; 6OVAsmE
7OT}V}iP
同时,holder的operator=也需要改动: p<$z!|7m
8(BLS{-"<
template < typename T > bJ9>,,D
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 5H<r I?
{ 8zr)oQ:
return assignment < holder, T > ( * this , t); LaLA}1!
} I@[.W!w
H*l8,*M}
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 /9[nogP
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 eX}uZR
VDscZt)y8
return l(rhs) = r; B=9|g1e
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 |vzGFfRI
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: h8n J$jg
?+51 B-
template < typename Tp > YncY_Hu
class constant_t vK|dP3
{ >V NMQ
const Tp t; xGz$M@f
public : #.) qQ8*(
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} /\2 s%b*
template < typename T > 3C.bzw^
const Tp & operator ()( const T & r) const Jln dypE
{ f4uK_{
return t; K^9!Qp
} ji">} -
} ; h(>4%hF
^f>+5G
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Y0U:i.)
下面就可以修改holder的operator=了 p=eSHs{>A
h4ZrD:D0\
template < typename T > cp[k[7XGD
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const _t3n<
{ t+ Fm?
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); xez~Yw2
} Io|
72W}rg
y\ Zx{A[
同时也要修改assignment的operator() 5y@JMQSO
Uw4KdC
template < typename T2 > aA=qel
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } Ao 1*a%-.
现在代码看起来就很一致了。 DaaLRMQ=
:tNH Cx
六. 问题2:链式操作 /)6<`S(
现在让我们来看看如何处理链式操作。 3%'$AM}+s
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 )j!22tlL
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 NfKi,^O
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 r\a9<nZ{
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct wn5CaP(]8
]{Iy<
template < typename T > &rk/ya[
struct result_1 vxK}f*d
{ =3Y?U*d
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; {B uh5U,
} ; )9J&M