一. 什么是Lambda '7'*+sgi$
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 VXE85
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, \vH /bL
"PFczoRZ
E?VPCx
| c:E)S\
class filler R04%;p:k#
{ k!&G; 6O-
public : |igr3p5Fw
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} PIZnzZ@Z;
} ; "7]YvZYu0
>DFpL$oP
n;Nr[hI
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: *qX!
p"xti+2,
>e
g8zN
t)#dR._q
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 9/8#e+L
+*I'!)T^B
uTWij4)a
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 y v$@i A
|8QXjzH
2H,^i,
FW~{io]n
二. 战前分析 .Mn_T*F
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。 z~O#0Q!
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 v?s]up @@h
>A]U.C
A?YU:f
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 3`Ug]<m
/* --------------------------------------------- */ Y)Os]<N1
vector < int *> vp( 10 ); h20<X;
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); }\iH ~T6
/* --------------------------------------------- */ !=)R+g6b
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); $uPM.mPFE
/* --------------------------------------------- */ g':/hlQ
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); (f-Mm0%[
/* --------------------------------------------- */ `:aml+
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ^R g=*L
/* --------------------------------------------- */ ^|b ]E
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ZqDanDM
vb&1 S
=XRTeIZ
TO,XN\{y
看了之后,我们可以思考一些问题: o@6hlLr
1._1, _2是什么? N7wKaezE
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。 dy}O6
2._1 = 1是在做什么? Qb N7sg~~
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。 slQxz;t
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。 cC4 2b2+
GlVb |O"
\!*3bR
三. 动工 n?UFFi+a
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Gp l
OI8Hf3d=
=do*(
M1Frn n
template < typename T > lc:dKGF6
class assignment (plsL
{
E43Gk!/|(
T value; Wl29xY}`{!
public : We8n20wf<
assignment( const T & v) : value(v) {} @W_=Z0]
template < typename T2 > E$4_.Z8sRw
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } w[K!m.p,u
} ; LH:M`\(DL1
Dc1tND$X3g
2cB){.E
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 <n+]\a97*
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment FX->_}kL=
2!w5eWl,
Juhi#&`T
9s.x%m,
class holder Mnv2tnU]
{ w !5@PJ)~U
public : |}?o=bO
template < typename T > CnXl 7"
assignment < T > operator = ( const T & t) const 9 rMP"td
{ <[oPh(!V
return assignment < T > (t); 5z T~/6-(
} 51)Q&,Mo#
} ; "mk4O4dF
$-=QT X
TJ5g?#Wul
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 7CGxM
^zfO=XN
static holder _1; l%f&vOcd
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 G\;a_]Q
ytDp
4x<W)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 76} a
而不用手动写一个函数对象。 %k"qpu
z5>
{(iY;,
rw|;?a0
=JR6-A1>
四. 问题分析 pBb fU2p
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 >RTmfV
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 7GFE5>H
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Jc3Z1 Tt
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 hoDE*>i
下面我们可以对这几个问题进行分析。 d3IMQ_k
2_i9
q>I
五. 问题1:一致性 liuw!
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| yu~o9
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 AeZ__X
O'WBO"
struct holder y8!#G-d5
{ #Bih=A
#
// k$NNpv&;d
template < typename T > $vR#<a,7>
T & operator ()( const T & r) const y-1!@|l0:6
{ J^Mq4&
return (T & )r; ]zt77'J
} jG E=7
} ; xh90qm
>QcIrq%=
这样的话assignment也必须相应改动: Vzmw%f)_+
7<Yf
template < typename Left, typename Right > $oo`]R_
class assignment K8R}2K-Y
{ !Z}d^$
Left l; qb[UA5S\`
Right r; : g+5cs
public : AWG;G+
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} O'i!}$=g
template < typename T2 > O^L#(8bC
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } w y\0o
} ; J?1U'/Wx2
?nwFc3qw
同时,holder的operator=也需要改动: [#3*R_#8R
3+uCTn0%
template < typename T > xIlo@W6
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const BB .^[:,dA
{ *^@{LwY\M
return assignment < holder, T > ( * this , t); d'okXCG
} d$?sS9"8(
oR1HJ2>Z1
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。 LT2UY*
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 FD*)@4<o
!%lcn
O
return l(rhs) = r; oLh2:c
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。 _[:>!ekx
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: li +MnLt
-"9&YkN
template < typename Tp > :MF F*1
class constant_t 3%0ShMFP@
{ {~y,.[Ga
const Tp t; %RS~>pK1
public : cN&]JS,
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} P2t{il
template < typename T > {: H&2iF
const Tp & operator ()( const T & r) const ~rl,Hr3Zo
{ \8}!aTC
return t; qtI42u{
} )/vse5EG+
} ; er44s^$
!VoAN5#;
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 R2`-*PZ_
下面就可以修改holder的operator=了 #=81`u
]aDU* tk
template < typename T > ?\.DG`Zxc
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const =U- w!uW
{ zcrM3`Zh
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); }QzF.![~z
} Q/2(qD; u
|vUjoa'.7E
同时也要修改assignment的operator() v&]k8Hc-
~5@bWJ
template < typename T2 > wa f)S=
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } ":meys6t#
现在代码看起来就很一致了。 Gkr?M^@K
}9FAM@x1K&
六. 问题2:链式操作 D_D76
现在让我们来看看如何处理链式操作。 !*1Kjg3
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。 >DSD1i+N
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。 qPvWb1H:
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。 2vLV1v$,q
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct L8WYxJ
k
S!@h\3d8{
template < typename T > g7-*WN<