一. 什么是Lambda UA6id|G
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 V!He2<
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, !cyrt<
Te+(7
Z
,<Q
9p W~Gz
class filler 90Ki.K 0
{ 'Cc~|gOgD
public : Ss>pNH@c
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} _Vr- bpAf
} ; {v|!];i
4Hj)Av<O(
RpivO,
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: lmeTW0U@9(
Z3S+")^
(s3k2Z
&u>dKf)5
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ~7PD/dre
m)Plv+R}
q?}C`5%D
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 7iP+!e}$.
yvYMk(LSF
&i5@4,p y9
cpdESc9W
二. 战前分析 (P|[<Sd
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。 io4<HN
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 ;'7(gAE
ukiWNF/
hq=;ZI
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); m/=nz.
/* --------------------------------------------- */ ;st0Ekni)
vector < int *> vp( 10 ); U^dfNi@q
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ]fM|cN8(zM
/* --------------------------------------------- */ S1QMS
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); m!<HZvq?vf
/* --------------------------------------------- */ ^&>B,;Wu
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 2%%\jlT_
/* --------------------------------------------- */ A=<7*E
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); jWrU'X
/* --------------------------------------------- */ M"3"6U/ e
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 8
lggGt
`c
|}=eY?iXo
kXz~ez 7
看了之后,我们可以思考一些问题: q'mh*
1._1, _2是什么? ]m+%y+
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。 'PF>#X''
2._1 = 1是在做什么? !xsfhLZK
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。 K%z!#RyJ4
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。 =5|7S&{
`!]|lI!GW
c1f"z1Z
三. 动工 X*2W4udF
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: `ASDUgx Mq
8['R D`O
=D1
bzi"7%c
template < typename T > xw #CwMbbi
class assignment -XBZ1q
{ @|
z _&E
T value; xC)bW,%
public : (:l6R9'=
assignment( const T & v) : value(v) {} $_.t'8F
template < typename T2 > '/>Mr!H#
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 6W
i
n!4
} ; YmV/[{
\YvG+7a
;.}L#'0j
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 YC6T0m
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment gFaZ ._
i2<z"v63
!*#9b
rS1 gFGrj
class holder 63fYX"
{ u zZ|0
public : _(m72o0g>>
template < typename T > p(F@lL-
assignment < T > operator = ( const T & t) const ]Uv,}W
{ DGvuo 8
return assignment < T > (t); $ f:uBhM
} aT0~C.vT
} ; )qxt<
LHY7_"u#
Myc-lCE
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: K,S4
T<]{:\*n
static holder _1; c9/w{}F
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 zhJeTctRz
:2/L1A)O
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 0+\725DJ
而不用手动写一个函数对象。 4%0s p
ucl001EK
cK$yr)7
er3Mvw
四. 问题分析 J jAxNviG
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 `EKf1U\FI
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 /d&m#%9Up]
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 2}^=NUM\NX
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 HlE8AbEg
下面我们可以对这几个问题进行分析。 7C|AiSH
Y}[<KK}_
五. 问题1:一致性 h8V*$
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?| S}C[
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ?+}Su'pv}
<)d%c%f'`
struct holder S9dxrm?
{ <EC"E #p
// [Qs`@u<%
template < typename T > k8 #8)d
T & operator ()( const T & r) const Z=%
j|xE_
{ g1t6XVS$9
return (T & )r; aR2N,<Cp5
} 6lzjaW5h
} ; nWK8.&{.
M7BpOmK'
这样的话assignment也必须相应改动: jr6 0;oK+
4&E"{d
>
template < typename Left, typename Right > yu_PZ"l
class assignment RxP~%oADw
{ *k(FbZ
Left l; Mnranhe>G
Right r; ]*NYuEgc
public : mc]+j,d
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 1XiA
template < typename T2 > kw59`z Es
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } @>2]zMFf
} ; )B]"""J
|0ZJ[[2
同时,holder的operator=也需要改动: cK|Uwzifd
P 0\`4Cr!
template < typename T > X&[Zk5DU*
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const U_VP\ 03
{ ";U~wZW_
return assignment < holder, T > ( * this , t); +~=a$xA[C
} J>R$K
fDYTupKXH
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Sk
EI51]
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ln_&Ux+l
:G6CWE
return l(rhs) = r; E$lbm>jsb$
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。 p+g=Z<?`
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: qBF|' .$^
8}yrsF#
template < typename Tp > O+&;,R:
class constant_t 0Fkr3x
{ <e! TF@
const Tp t; *& w/*h$!
public : wMkHx3XD
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ok6t|
7sq
template < typename T > b
B#QIXY/L
const Tp & operator ()( const T & r) const pcv\|)&}
{ !{,2uQXe
return t; U
_pPI$ =
} NEIF1(:
} ; nt"\FZ*;3
~NE`Ad.G
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 XRV~yBIS
下面就可以修改holder的operator=了 sI6*.nR
~_0XG0oA
template < typename T > u~,hTY(%
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const zvGncjMkC
{ !pj&