一. 什么是Lambda E5i5gE"\
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 \me5"ZU
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, ![Qi+xyc
xHt7/8wF
4Q !A w
m 3UK`~ji
class filler M|c_P)7ym
{ uZ8-?
public : ~QSX 1w"
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} e?XFtIj$
} ; "BsK'yo.
}E ]l4N2
#b/L~Bw[
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: dQT[pNp:
pO *[~yq5
t+w{uwEY
aX1b(h2
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); (zFqb,P
Mf14> `<`
wU|@fm"
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 #czTX%+9(e
A|LO!P,w
3Ewdu
O?g;Ny
二. 战前分析 tAq0Z)
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。 T9R#.y,
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 .K84"Gdx
@'>RGaPV
.X%J}c$
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); zg3kU65PJE
/* --------------------------------------------- */ uD@ZM
vector < int *> vp( 10 ); U',C-56z
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); msxt'-$M
/* --------------------------------------------- */ d4ecF%R
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); w:lj4Z_
/* --------------------------------------------- */ S3/%;=|
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 1J0gjO)AZ
/* --------------------------------------------- */ /?r A|
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); l<XYDb~op
/* --------------------------------------------- */ ntLEk fK{
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 8\68NG6o
!-tw
_{c_z*rM8
ATqblU>D
看了之后,我们可以思考一些问题: O|sk"YXF
1._1, _2是什么? y5F+~z}{
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 "x R6~8
2._1 = 1是在做什么? ]+Lr'HF
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 Eu' ;f_s
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ]7}!3 m
.mfLH N%:
n
6pJ]Ce
三. 动工 mDK*LL5]W
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: -&D=4,#
h&K$(}X
nHm29{G0
l6#Y}<tq
template < typename T > _%R^8FjH*
class assignment 7)QZ<fme
{ Xuu&`U~%
T value; K?J_cnJ`
public : ,z.l#hj,{
assignment( const T & v) : value(v) {} -XXsob}/8
template < typename T2 > .KKecdd?=
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } r QiRhp
} ; Dx1(}D
x)=l4A\
?:3hp2k<
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 n4!RGq.}
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment o)XrC
UstUPO
+Kb 7N, "
xh:I]('R
class holder R/x3+_.f
{ h#Z["BG
public : }?,YE5~
template < typename T > f$QkzWvr
assignment < T > operator = ( const T & t) const i[9yu-
{ V K6D
return assignment < T > (t); iS,l
} 0F-{YQr>
} ; =s":Mx,o
rlR!Tc>
Fc@R,9
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: 5c3-?u!
YA,~qT|
static holder _1; lND2Kb
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 OC*28)
IrQ.[?C
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); .x%w#
而不用手动写一个函数对象。 h_?`ESI~
>)<?
N<i5X.X
SbGdcCB
四. 问题分析 m|W17LhW{
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。 ]UUa/ep-
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。 mq[=,,#
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 0Qa0
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Y[f]L4,V
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Lq5xp<
60^j<O
五. 问题1:一致性 >\[]z^J
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?| -B#1+rUW
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 U.,S.WP+d
WF`%7A39Af
struct holder E>s+"y
{ zQulPU
// Zpg;hj5_
template < typename T > enJ;#aA
T & operator ()( const T & r) const ,i6E L
{ pi"M*$
return (T & )r; vQLYWRXiA
} uX1;
} ; Oe;#q
w"?Q0bhV9y
这样的话assignment也必须相应改动: g0j)k6<6(Y
`;Tf _6c
template < typename Left, typename Right > |:5O|m '
class assignment h,R Isq;`
{ J-tqEK*
Left l; IMwV9rF
Right r; ~BuzI9~7P
public : $h
pUI
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} %CHw+wT&
template < typename T2 > +]cf/_8+s
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } }
doAeTZ
} ; 0\XWdTj{
eZOR{|z
同时,holder的operator=也需要改动: 7*uN[g#p
%urvX$r4K
template < typename T > Y
M:9m)
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 9k ~8n9
{ pFY*Y>6ar
return assignment < holder, T > ( * this , t); :@i+yN cV
} >[aR8J/U
^g*Sy, A
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。 =!q]0#
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 F2}Fuupb.
ybiTWM
return l(rhs) = r; 7JBs7LG
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。 pF8$83S
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: t$n Jmfzm
^(^P#EEG
template < typename Tp > %TQ4ZFD3
class constant_t |p[Mp:^^
{ L@GICW~
const Tp t; LHA^uuBN}
public : mv99SOe[Fz
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} g@^ y$wt
template < typename T > U!q2bF<@
const Tp & operator ()( const T & r) const yS~Y"#F!.
{ UUDUda
return t; g)czJ=T2
} \JM6zR^Ef
} ; dh`s^D6Q>
[T_[QU:A
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 e#Ao]gc
下面就可以修改holder的operator=了 jdG2u
p
<&b,%O
template < typename T > G,!j P2S
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const [T r7SU#x
{ Dst;sLr[,
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ^WB[uFt-
} 9f0`HvHC
8*u'D@0
同时也要修改assignment的operator() *d C| X
^$P_B-C N
template < typename T2 > n~6$CQ5dF(
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } u!D?^:u=)
现在代码看起来就很一致了。 &m