一. 什么是Lambda 6<lo0PQ"Z
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Nr4}x7
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, i~';1
.g
f'*-<sSr
!&:=sA
m}"Hm(,6
class filler eEZgG=s
{ oIhKMQ;jh
public : ?bZH Aed
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ?NMk|+
} ; 8b/$Qp4d
YG\#N+D
QEyL/#Q
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 2"ax*MQH<^
+z;*r8d<X
@Xo*TJB
PT/Nz+
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); I6.rN\%b
UoT`/.
]\pi!oa
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 =D1
_p )NZ7yC
v=llg ^
@v)Z>xv
二. 战前分析 Gx C+lqH#
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 YSD G!
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 y7HFmGM
'09|Y#F
(y9KO56.V&
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); xC)bW,%
/* --------------------------------------------- */ 6GxLaI
vector < int *> vp( 10 ); &S >{9y%
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); FV^jCseZ
/* --------------------------------------------- */ 6`e{l+c=F
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); _b&|0j:Ud
/* --------------------------------------------- */ ~,)jZ-fw
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 6W
i
n!4
/* --------------------------------------------- */ DDrR9}k
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); iH(7.?.r
/* --------------------------------------------- */ qAjtvc2
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); SXL3>-Z E
>=@-]X2%j
2`=jKt
zD{]3pg
看了之后,我们可以思考一些问题: 4(Lmjue]?
1._1, _2是什么? si0}b~t
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 :60vbO
2._1 = 1是在做什么? 7#LIG r
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 o}AXp@cqi
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 !^arWH[od
=$'>VPQ
khy'Y&\F;
三. 动工 NW\CEJV
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
)@wC6Ij
zx#Gm=H4
{5 dVK
't<iB&wgF
template < typename T > 07 LyB\l~
class assignment ~5HkDtI)
{ Olzw)WjG
T value; E+L7[
public : DGvuo 8
assignment( const T & v) : value(v) {} 2
}xePX9?
template < typename T2 > V(S7mA:T
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } u]*7",R
uU
} ; /2K"Mpf8
K6v~!iiK$
I5"wa:Z
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 KXt8IMP_"y
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment %vmd2}dA
Myc-lCE
P+CV4;Xz
XCM!8x?K
class holder Jm4uj&}3
{ opa/+V3E4
public : yy3rh(ea
template < typename T > LLx0X
O@
assignment < T > operator = ( const T & t) const Ca |}i+
{ mb*Yw6q
return assignment < T > (t); NM. e4
} NpVL;6?7T
} ; ZKi&f,:
?m)<kY
N#u'SGTG
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: 5EtR>Pc
h"[B zX
static holder _1; cK$yr)7
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 xkSX KR
G$C2?|V)=
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); S1=P-Ao
而不用手动写一个函数对象。 _T)y5/[
<F3{-f'Rx
,6+joKe-
dgVGP_~
四. 问题分析 uda++^y:
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。 Cd'D
~'=
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。 {6u)EJ
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 kff N0(MR
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 #S7oW@
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Dw
i-iA_q
'aNkU
五. 问题1:一致性 Pt"K+]Ym
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?| +yL; ?+s>=
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 zg jg #|
;+75"=[YT
struct holder .X!!dx1<
{ S_7]_GQ9
// JC'3x9_<z
template < typename T > SQ)BS/8A
T & operator ()( const T & r) const ;lmg0dtJ
{ Gamn,c9
return (T & )r; <EC"E #p
} 2|k$Vfz
} ; t jM9EP
-VohU-6 |
这样的话assignment也必须相应改动: YdD; Qx#O
$:u*)&"t|
template < typename Left, typename Right > 8~!E.u9w
class assignment KR.;X3S}
{ a
4?A 5
Left l; aR2N,<Cp5
Right r; x}2nn)fdZ
public : NDRDP D
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} |lhnCShw
template < typename T2 > 99OZK
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } *<\`"C;
} ; 89d%P
J0
..yV=idI
同时,holder的operator=也需要改动: f`4=Bl&"{
jI,[(Z>
template < typename T > 5 3pW:`
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const -'c
qepC{T
{ _`gF%$]b
return assignment < holder, T > ( * this , t); Mmz;
uy_
} mAlG}<
K+Him]
b
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。 yl$Ko
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 1ZFKLI`V
1(;{w+nM
return l(rhs) = r; r(^00hvH
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。 |?KYY0
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: {/noYB<;
fV+a0=Z
template < typename Tp > "'5(UiSFz
class constant_t hT^&