一. 什么是Lambda 3^y(@XFt
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 hN'])[+V
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, 0ae8Xm3J@R
f(5(V
%
p +i1sY
W91yj:
class filler ~(d
{j}M>
{ 1/Ts .\K3
public : s7Agr!>f
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} B`}um;T#~,
} ; P'Rw/co
h+g\tYWGP
v(2N@s<%
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: J3 _aHI
nQc#AFg
@yuiNj.T
bT.q@oU
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); "Q.*
R_PF*q2 '
s/D)X=P1
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 $6"(t= %{
3gi)QCsk
MoIh=rw
:skR6J
二. 战前分析 ~ skp}g]
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 v=N?(6T
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 GDxv2^4
=j,WQ66r3
F[jE#M=k
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ,L/ x\_28
/* --------------------------------------------- */
lgOAc,
vector < int *> vp( 10 );
_>-
D*l
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); (9'^T.J
/* --------------------------------------------- */ vQEV,d1
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Tz]R}DKB&
/* --------------------------------------------- */ P3_.U8g$r
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); $O%{l.-O
/* --------------------------------------------- */ nYyhQX~]B
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); @RoZd?
/* --------------------------------------------- */ L80(9Y^xn
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ~Bzzu %S
bKo %Ak,
8 t5kou]h
11=$]K>
看了之后,我们可以思考一些问题: EA& 3rI>U)
1._1, _2是什么? xl\Kj2^
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。 m^_=^z+
2._1 = 1是在做什么? Jxe+LG
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。 ~K;QdV=YX
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。 c2npma]DZ
tq3_az ~1
;m(iKwDt
三. 动工 C ^Y\?2h1
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 8-2`S*
4V,.Oi
$GJT
"%-Vrb=:Y
template < typename T > wX,V:QE
class assignment <g[z jV9p
{ {OU|'
T value; {a7~P0$
public : xe`^)2z
assignment( const T & v) : value(v) {} |mb2<! ag{
template < typename T2 > 7j]v_2S`
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ~e{ @ 5.g
} ; L:G#>
`%C -7D'?
j_Szw
w-
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 V'vR(Wx
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment AcH-TIgM/
ux; ?WPyr
[^5\Ww
v4ot08 C
class holder V0nQmsP1U
{ y?$DDD
public : '0+*
template < typename T > DP ? dC`
assignment < T > operator = ( const T & t) const S#/%#k103
{ *pKTJP
return assignment < T > (t); }47h0 i
} @+u>rS|IB
} ; d ]P~
ScPVjqG2{
v,KKn\X
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 4-(kk0]`z
~6 6xO9s
static holder _1; %Y^J''
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 oUv26t~
u!_l/'\
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); #z `W ,^C
而不用手动写一个函数对象。 ,erw(7}'.
@A/k"Ax{r
1vj/6L
[,zq
四. 问题分析 4U}qrN~=
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 "/W[gP[y%
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Ni,nQ;9
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 uDF;_bli)H
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 '%Ng lC[J
下面我们可以对这几个问题进行分析。 AU{"G
%Sr+D{B
五. 问题1:一致性 7},A.q
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| =CX1jrLZ
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 )BP*|URc
K@D\5s|1|
struct holder mDB
{ V>Wk\'h
// \/a6h
template < typename T > r* *zjv>
T & operator ()( const T & r) const M^FY6TT4O
{ o96C^y{~S
return (T & )r; "W|A^@r}
} n<I{x^!
} ; rwm^{Qa
{1W:@6tl
这样的话assignment也必须相应改动: \/A.j|by,>
4=zs&
template < typename Left, typename Right > KpLmpK1
class assignment U.%Kt,qB
{ qNp1<QO0
Left l; xP;r3u
s
Right r; O7K.\
public : {@Mr7*u
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} o2 14V \
template < typename T2 > wX$:NOO
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } /ZLY@&M
} ; xO~ElzGm
jlEz]@
i
同时,holder的operator=也需要改动: ()3\(d5e
'rQ"Dc1D
template < typename T > A'WR!*Yt
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const .g*j]!_]
{ 7N.b-}$(
return assignment < holder, T > ( * this , t); <n"BPXF~
} D #ddx
QLA.;`HIE
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 i!wU8@
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 cr7MvXF-
}pc9uvmIJ
return l(rhs) = r; P]E-Wp'p
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 j0jl$^
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 6 SSDc/
\l%xuT
template < typename Tp > ny={OhP-
class constant_t 6*OL.~WE
{ 4w4B\Na>l
const Tp t; YO6BzS/~
public : VJh8`PVX
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} SC{m@
template < typename T > 1J@Iekat
const Tp & operator ()( const T & r) const P&-o>mM
{ <Au2e
return t; iCt.rr~;V
} Xlo7enzY
} ; wb-yAQ8
7*/{m K)
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 zM0NRERi
下面就可以修改holder的operator=了 I<SgKva;c
sE1cvAw9l
template < typename T > 4ls:BO;k]
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const *6uccx7{
{ ?GhyVXS y.
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); "tK%]c d-
} :FyF:=
&y[NCAeA
同时也要修改assignment的operator() K%(y<%Xp
1+o]+Jz|
template < typename T2 > 3>,}N9P-v
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } !<bwg
现在代码看起来就很一致了。 jvT'N@
_KT!OYH
六. 问题2:链式操作 boh?Xt-$
现在让我们来看看如何处理链式操作。 l,ENMKA^D
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。 sdu?#O+c1
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。 }`"`VLh
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。 1^iBS
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct kc,"w\ ai
?b7\m":'
template < typename T > 'J|2c;M\x
struct result_1
B.z$0=b
{ %+7]/_JO&