一. 什么是Lambda K2nq2Gbn
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 N J:]jd
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, I%%\;Dy
VY<v?Of
i-
: QSlctW
CZE5RzG
class filler t)g1ICt
{ Zb-TCS+3l
public : &9PzBc
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} xuO5|{h
} ; N-jFA8n
TJ7on.;
zm2&\8J
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: a}#[mw@m=
<VB
*r p@`W5
wQb")3dw
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 2tCep
g]iWD;61
/fA:Fnv
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 m\U@L+L
?nrd$,
~^"
cNv
;E:ra_l
二. 战前分析 ?v#t{e0eQ
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。 MR%M[SK1
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 Rb<aCX
Kr=DoQ."d8
N:0/8jmmO
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); nk1(/~`
/* --------------------------------------------- */ 9%oLv25{)
vector < int *> vp( 10 ); xBG&ZM4"^f
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); /#9O{)
/* --------------------------------------------- */ HoymGU`w
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); M]jzbJ3Q
/* --------------------------------------------- */ $ePAsJ
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ~6!=_"
/* --------------------------------------------- */ ?)Z~H,Q(z
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); R_uA!MoLs
/* --------------------------------------------- */ {~16j"
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); {i~qm4+o
v;el= D
INW8Q`[F
,f$A5RN
看了之后,我们可以思考一些问题: Qz{:m
1._1, _2是什么? !fwLC"QC
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。 Xo(K*eIN
2._1 = 1是在做什么? 6 )0$UW
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 WXNJc
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 nfy"M),et
8_U*_I7(
dSsMa3X[n
三. 动工 zi2hi9A
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: #$K\:V+ 4
P`[6IS#\S
#1z}~1-
$]\N/}1v
template < typename T > ]5x N^7_!j
class assignment KmEm
{ 7\JRHw
T value; p}R)qz-=5U
public : PLg`\|
assignment( const T & v) : value(v) {} `zC_?+
template < typename T2 > p4<&N MG
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } )oG_x{
} ; |?V6__9
T$GhE
r4Pm
i
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 3?Bq((
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment vwZ2kk!|i
qB3
SQ:y
n0@e%=H)I
L\nWhmwl
class holder t LS5yT/
{ L2P~moVIi
public : O]m,zk
template < typename T > Sq-mH=rs]
assignment < T > operator = ( const T & t) const s=~r. x
{ r@"Vbq%
return assignment < T > (t); _R]la&^2F\
} q<r{ps
} ; 7O;v5k~iQ
u_e}m>[S
*<xEM-
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: /JtKn*?}:>
]^VC@$\)+
static holder _1; zvdtP'&uj
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 a5?Rj~h!<
Pf]6'?kQ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 3VB{Qj
而不用手动写一个函数对象。 -2K`:}\y&
4tCyd5u a8
8D)*~C'85E
6Ei>VcN4a
四. 问题分析 $?(fiFC
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。 ss236&
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。
x76<u:
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 '2/48j X5
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 }7X85@jC
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ]|Vm*zO
NL0X =i
五. 问题1:一致性 %z`bu2
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?| <{3VK
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 :I+%v
fHb0pp\[.
struct holder Y=x]'3}^
{ 7zgU>$i
// $a(wM1S4
template < typename T > [FAoC3 k-h
T & operator ()( const T & r) const -_%n\#
{ kJlRdt2
return (T & )r; U" aFi
} F4e<=R
} ; d;
oaG (e
H^B/
'#mO
这样的话assignment也必须相应改动: hoO8s#0ED
$0AN5 |`g\
template < typename Left, typename Right > S3P;@Rm
class assignment zK}$W73W^
{ !HY+6!hk
Left l; 1$q SbQ
Right r; {E@Vh
public : `V$i*{c:#
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} FlrLXTx0
template < typename T2 > X@\rg}kP
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } x!tCK47Yq
} ; yg5 Ik{
JyjS#BWi
同时,holder的operator=也需要改动: RoJ{
ou@cs
&`Z>z T}
template < typename T >
w6qx
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const rKg5?.
{ <Ktx*(D
return assignment < holder, T > ( * this , t); R3jhq3F\Y
} wx>BNlT@?
5WP)na6"
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。 |*fGG?}
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 V'mQ{[{R
C^2Tql
return l(rhs) = r; \.POb5]p0
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。 /U`"Xx
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: $eCxpb..
{Ymn_
template < typename Tp > 2Vr F~+
class constant_t A]WU*GL2H
{ Zyu4!
const Tp t; Eii)zo8Xd
public : `$AX!,<!G
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} H CZ#7Z
template < typename T > Vge9AH:op
const Tp & operator ()( const T & r) const \{\*h /m
{ MIsjTKE
return t; q#xoM1
} GASDkVoij
} ; $GSn#} yz
^Cst4=:W
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 !.?2zp~
下面就可以修改holder的operator=了 3T'9_v[Y
JpcG5gX^B
template < typename T > p[!&D}&6h
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const i
?%;s5<
{ jav7V"$
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); kOfbO'O9
} q3z<v:=1y
[O2xE037h`
同时也要修改assignment的operator() ,gVA^]eDh
0B>hVaj>-
template < typename T2 > @dvlSqm)
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 2y>~<S
现在代码看起来就很一致了。 D. fPHq
i/6(~v
六. 问题2:链式操作 bz[U<