一. 什么是Lambda IWBX'|}K
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 B*qi_{Gp
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, !y#"l$"xK
ZjT,pOSyb
"lQ*1.i
FRcy`)
class filler D,m]CK'
{ FK6[>(QO
public : bf0+DvIB
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 9K/HO!z
} ; \:R%4w#Jv
ai}mOyJs
\%u3
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Ytgcs(
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dCb`xR}
Wi>!{.}%A
CF&NFSti^
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); r[1i*b$
2*rH?dz8E
]&?Y~"{cD
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 YZP(tn
QFfK0X8cC
hhb?6]Z/
^<;V]cY`
二. 战前分析 K )[]fm
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。 |}23>l7
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 ktI/3Mb@
AoY-\E
jATI&oX
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); a-y+@#;2_
/* --------------------------------------------- */ nv)2!mAh\
vector < int *> vp( 10 ); XXbqQhf
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Ny_lrfh) [
/* --------------------------------------------- */ >tTj[cMJl
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); qNI,
62
/* --------------------------------------------- */ P-`M
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); OQ8 bI=?[x
/* --------------------------------------------- */ X_qf"|i
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); .7zK@6i
/* --------------------------------------------- */ CQZgMY1{
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 'jmTXWq*
jxiC
Kx,G
6Z#\CixG
iY`%SmB
看了之后,我们可以思考一些问题: :*t"8;O[
1._1, _2是什么? {x:ZF_wbb
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。 !(qsD+
2._1 = 1是在做什么? $k0kk
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 *"WDb|PBb
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 _tSAI
<F'X<Bau
hOFOO_byzO
三. 动工 bgS$ {n/
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: V~S0hqW[
aaKN^fi&
Jo$G,Q
Dw=gs{8D
template < typename T > 3=
DNb+D!
class assignment 4&xZ]QC)O5
{ M~WijDj
T value; n8uv#DsdK
public : ZIPl7tTw
assignment( const T & v) : value(v) {} Q?8R[i
template < typename T2 > YFE&r
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } *?y+e
} ; `6 /$M!4$
o
}3uo6GIB
*.~6S3}
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 W?0 lV5/
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment I8+~ &V}
(
{1e%
vo\fUT@k
}"|"Q7H
class holder CM<]ZG7
{ ?."&MZ
public : K TsgJ\W
template < typename T > K=C!b?
assignment < T > operator = ( const T & t) const Eo\UAc
{ >$ NDv
return assignment < T > (t); 0{[m%eSK'
} :C}2=
} ; ~XyW&@
pl5P2&k
B3H|+
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: vKq^D(&cl
|\n@3cIK
static holder _1; 'mH )d
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 N[<H7_/3
p.
R2gl1m
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); "S&@F/
而不用手动写一个函数对象。 Kx.X 7R
tG8jFou
,h{A^[yl
=/u%c!
四. 问题分析 a@@M+9Q
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。 cooUE<a
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。 Vo9F
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 kaxvPv1
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 JXixYwm
下面我们可以对这几个问题进行分析。 9%iUG(DC
?_oF :*~\
五. 问题1:一致性 Yz4_vePh+5
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?| 3)ma\+< 6
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Qd_Y\PzS
&n[~!%(
struct holder $B#6tk~u
{ OFGsjYLw
// j}BHj.YuP
template < typename T > u>Rb
?`
T & operator ()( const T & r) const &SAH2xR
{ *d(SI<j
return (T & )r; =?])['VaA
} =(EI~N
} ; sowd`I~
j} F-Xs+
这样的话assignment也必须相应改动: ZkP{[^6d\
!j1[$% =#
template < typename Left, typename Right > >tG+?Y'{
class assignment @ct+7v~
{ !Y<oN~<%)
Left l; dI*'!wK
Right r;
0G <hn8>
public : 2b=)6H1
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} b?Pj< tA
template < typename T2 > Z,c,G2D
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 3L_I[T$s
} ; D-IR!js ]
H^~.mBP
n
同时,holder的operator=也需要改动: xU
S]P)R
Ch_xyuJ
template < typename T > tfkr+
/
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const F?u^"}%Fc
{ $P:
O/O=>
return assignment < holder, T > ( * this , t); }wwe}E-e
} -6=<#9R
s?3i)Ymr
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 h?UVDzI!O
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 k$Rnj`*^
y69J%/c
ra
return l(rhs) = r; ^1jk$$f
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。 Zg:gY"^
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: O'NW
Ebl/
0nW F
template < typename Tp > ekQrW%\3
class constant_t ] c}91
{ zzZg$9PT[
const Tp t; %G?K@5?j?
public : 59rY[&|
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} W W "i
template < typename T > NvtM3
const Tp & operator ()( const T & r) const cs_}&!c{
{ ujgLJ77
return t; Y:x/!-
} BH@b1}
} ; 59B&2861
W"hcaa,&
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 TYjA:d9YH
下面就可以修改holder的operator=了 |V`S>m%N
]UNZd/hIL
template < typename T > aW{L7N %
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const gs`^~iD]m
{ w@]jpH;WX
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 'I/h(
} *,#q'!Hq
0^_MN~s(X
同时也要修改assignment的operator() h8^i\j
f\ "`7
template < typename T2 > 6 ,N6jaW
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } f =_^>>.
现在代码看起来就很一致了。 U6WG?$x
q#1X[A()
六. 问题2:链式操作 d$1#<