一. 什么是Lambda |0Y:
/uL#)
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?n0Z4 8%
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, eGF+@)K1"
`{GI^kgJ9
^KRe(
a6<UMJ
class filler &uMx*TTY
{ d)yu`U
public : Vw>AD<Rl
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} [S<1|hk
s(
} ; bCbp JZ
[)wLji7MK
jr`;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: U-mZO7y!
-\dcs?
NQpC]#n
G9
g
-EP\
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); (.Th?p%>7
vi1
D<
)oU%++cdo
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 4v?}K
pcrarj
cKM#0dq
)d$FFTH
二. 战前分析 &h<\jqN/
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 F).7%YfY
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 BGOajYD
Dm+[cA"I
*&nIxb60b{
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); BJNZH# "
/* --------------------------------------------- */ H,q-*Kk
vector < int *> vp( 10 ); ;rqW?':(i
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 3Ud{W$Ym
/* --------------------------------------------- */ dWK"Tkf\
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); gx ]5)O
/* --------------------------------------------- */ y`Nprwb
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 2P(6R.8;6
/* --------------------------------------------- */ LyuA("xB#
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); &`^PO$
/* --------------------------------------------- */ qvs&*lBY
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); > f*-9
"pInb5F
089 <B& <
]p-xds#d
看了之后,我们可以思考一些问题: /a7N:Z_Bz
1._1, _2是什么? =v:}{~M^$
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。 2K
VX
2._1 = 1是在做什么? Mc@_[q!xY?
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。 6F8TiR&
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。 vi;yT.
_X]\#^UiO2
3o^~6A
三. 动工 ~LF1$Cai
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: rf=oH
}
%F2T`?t:
57jDsQAj
=_=0l+\}
template < typename T > >z|bQW#2
class assignment zb,YYE1
{ dIq*"Ry+~
T value; i*jnC>
public : "%rzL.</
assignment( const T & v) : value(v) {} #\l#f8(l
template < typename T2 > pJo#7rxd6
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } [O@U@bD9
} ; me
YSW
E@J}(76VS
ZE[NQ8
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 =v(&qh9Q2
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment HXb^K
U:q4OtiP
E|"QYsi.Ck
9 Eqv^0u
class holder cyH=LjgJf
{ c1M *w9o
public : ql I1<Jx
template < typename T > pqDlg
assignment < T > operator = ( const T & t) const f7?u`"C
{ :/\KVz'fw}
return assignment < T > (t); DCSmEy`.
} j*_>/gi
} ; q"-+`;^7(-
U]PsL3:
kIJ=]wU|v
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: _T(77KLn;
5 D[`nU}
static holder _1; q-r5z GI
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ,E&W{b
PnJA'@x
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); !N74y%=M
而不用手动写一个函数对象。 f3SAK!V+s
8E|FFHNK<2
*(o^w'5
TeHxqWx
四. 问题分析 4hWFgk
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
Exz(t'
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 "P!zu(h4
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ekCt1^5Y
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 p?#xd!tc2N
下面我们可以对这几个问题进行分析。 / xb37,
gJg%3K~,
五. 问题1:一致性 I|tn7|*-A[
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| I3AxKA
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 3^`.bm4 ^
p]Q(Z
struct holder rU_FRk
{ }w5`Oig[
// yHs'E4V`$
template < typename T > GiKmB-HO
T & operator ()( const T & r) const l:(?|1_
{ v
M $Tn
return (T & )r; 2>vn'sXdj
} B&sa|'0U
} ; -ze@~Z@
NC%)SG \
这样的话assignment也必须相应改动: OyATb{`'
yJ2A!id
template < typename Left, typename Right > rW[7
_4
class assignment )AXa.y
{ 2$O6%0
Left l; :9W)CwZ)V
Right r; Wl{wY,u
public : kj@m5`G
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} +K61-Div
template < typename T2 > P`y 0FKS
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } *]e9/f
} ; `r+`vJ$
]64?S0p1c!
同时,holder的operator=也需要改动: Q@-
h
EoOwu-{
template < typename T > ;|.IUXEgcF
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const V&>mD"~MP
{ "FXT8Qxg
return assignment < holder, T > ( * this , t); '_%`0p1
} k7=mxXF
3M[5_OK
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。 ePY69!pO5e
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ol@LLT_m
TN.&FDqC9
return l(rhs) = r; RQW<Sp~
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。 YA@OA$`E
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 6@J)kV
$jN,]N~
template < typename Tp > F17nWvF
class constant_t 0[!38
{ ZZU"Q7`^
const Tp t; ;op8r u
public : IfpFsq:
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} u
=|A
template < typename T > z/t+t_y
const Tp & operator ()( const T & r) const r8vF I6J
{ bS*oFm@u
return t; /;xmM2B'
} Gu\lV c
} ; c{cJ>d 0
6Ej@;]^^-
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 xyRZ
v]K1
下面就可以修改holder的operator=了 2w67>w\
84YZT+TEN
template < typename T > $jNp-5+Q;
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const n##d!d|g
{ |d=MX>i|G
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ns9a+QQ
} j:J{m0
`"<