一. 什么是Lambda pV1;gqXNS
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 DmZ_tuVI
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, X>Z83qV5d!
Y5*A,piq
#IeG/t(
.!'rI7Kz'i
class filler SN`L@/I
{ P<9T.l
public : Y 2^y73&k
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} [geT u
} ; ~8'HX*B]z
h}}7_I9
@[1,i~H
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: k"cKxzB
{@s6ly].
m-qOyt
#t
VGqf
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
}}wSns
\P*%u
5UQ[vHMqI
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 lg@q}
]1
F^!mgU X
UYpln[S
GF0Utp:Zf;
二. 战前分析 ^SS9BQ*m
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。 }~#qDrK
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 t'C9;
N9z!-y'X
K81&BVx/
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); + Cq&~<B
/* --------------------------------------------- */ eqpnh^0}d
vector < int *> vp( 10 ); iT1HbAT]
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); wh^I|D?"
/* --------------------------------------------- */ \d w ["k
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); myB!\WY
/* --------------------------------------------- */ :m(" oC@}
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); `?T8NK
/* --------------------------------------------- */ lPz5.(5'
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); zf^@f%R
/* --------------------------------------------- */ ^.Q/iXgh
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ?!bWUVC)_
M|>-q
S7CD#Y[s
aIN?|Ch
看了之后,我们可以思考一些问题: /ZSdY_%s
1._1, _2是什么? u#Uc6? E
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。 \BSPv]d
2._1 = 1是在做什么? o7g6*hJz
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。 92*Y( >
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。 v2mqM5Z
fXkemB^)_
3N{
ZX{}
三. 动工 VF9-&HuC
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 3[To"You
~I%JVX%
l,Ixz1S3e
uC1v^!D
template < typename T > %W$?*Tm
class assignment 1;+(HB
{ .eDI ZX
T value; N,`<:'
public : k12mxR/
assignment( const T & v) : value(v) {} 65pC#$F<x
template < typename T2 > C6,W7M[c
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 79MB_Is]s
} ; |Oe$)(`|h
Gt?ckMB
dp>Lh TLc
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 $RV'DQO
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment g ??@~\Ov
aAkO>X%[
gOA]..lh
9Dy/-%Ut9
class holder 2<5s0GT'/
{ "@E(}z'sM
public : |;P9S
template < typename T > dg42K`E
assignment < T > operator = ( const T & t) const _p=O*$b.
{ }\!38{&
return assignment < T > (t); X2p9KC
} l=<
:
} ; KcX] g*wy
]i@VIvYq
nXqZkZE\
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: 9:l>FoXS
QK%6Ncv
static holder _1; <CUe"WbE)
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 #x|h@(y|
NEh5
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); u4[3JI>
而不用手动写一个函数对象。 i<nUp1r(
&U8W(NxN
W.AN0N
g&"__~dS-F
四. 问题分析 C/Dc1sj
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。 9*}?0J8
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。 =-dk@s
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 \[w82%U
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 B?r [|
下面我们可以对这几个问题进行分析。 nzHsyL
rTjV/~
五. 问题1:一致性 G#;$;
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?| ZO $}m?
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 d`;_~{sleR
{'#^
struct holder +kKfx!
{ <t0o{}^P*
// ye)CfP=ID\
template < typename T > ?5!>k^q
T & operator ()( const T & r) const G6(U\VFqO
{ ;F;`y),
return (T & )r; +<P%v k
} ')/yBH9mR
} ; T=w5FT
=@>[
这样的话assignment也必须相应改动: XZe ZqBr
Td5;bg6Qy
template < typename Left, typename Right > VL/%D*
class assignment fK|F`F2V
{ *gC6yQ2?
Left l; 5M2G ;o
Right r; K?q1I<94
public : S5Q$dAL
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} {uRnZ/m
template < typename T2 > YRYAQj/7
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } cM;&$IjCt
} ; ^L(}c O
;$\d^i{N
同时,holder的operator=也需要改动: /CAi%UH,F
S&@uY#_(*T
template < typename T > xhIC["z5
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 'o2x7~C@
{ bqxbOQd
return assignment < holder, T > ( * this , t); p`3pRrER
} }w&+H28.#
t YmR<^
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。 ?2;r#)
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 E,nC}f
7)NQK9~
return l(rhs) = r; q8;WHfGf
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。 .4"9o%
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: KF|<A@V
E{*~>#+
template < typename Tp > t/K<fy
6
class constant_t I"^ `!8<q
{ 6Uk[_)1
const Tp t; zR_#c3o
public : !tT$}?Ano
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} D^Bd>Ey4
template < typename T > R)"Y40nW
const Tp & operator ()( const T & r) const p-zWfXn!P
{ )IGE2k|
return t; XU Hu=2F
} (DCC4%w"
} ; c ZN+D D
P"%i 4-S
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 "]ow1{
下面就可以修改holder的operator=了 -So&?3,\A@
'~ 3a(1@8
template < typename T > :cmfy6h]
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const n_%JXm#\
{ w<<G}4~u|
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); /s>ZT8vaAs
} sY=fS2b#)
_'k?9eN`
同时也要修改assignment的operator() (yduU
EnJAHgRV;e
template < typename T2 > ;SF0}51
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } a3L]'E'*#
现在代码看起来就很一致了。 cy)gN
g
SnRTC<DDh
六. 问题2:链式操作 UB]}j^
现在让我们来看看如何处理链式操作。 \.A~>=:
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。 W
xyQA:3s
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。 nn"!x|c
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。 Pq~"`-h7:
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct $WvI%r
wh:O"&qk
template < typename T > 9}Tf9>qP>M
struct result_1 y@J]busU
{ A+3@N99HeH
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; \Nu(+G?e
} ; m,v"N%k,
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