一. 什么是Lambda X,7y| tb
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 jC9us>b
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, _*fNa!@hY
G
@..?>
t?W}=%M[
{`QHg O
class filler '6#G$
{ (~=.[Y
public : ,vJt!}}
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} HYmC3
} ; l%0bF9\
" B#|C'
Yf w>x[#e
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: ?m
|}}a
["Ltqgx
2T~cOH;T
CWn\KR
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); D(#f`Fj;
G@[8P?M=Z
5&&4-
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 _h~ksNm5u
0=j }`
lW&(dn)}
~2w&+@dV%
二. 战前分析 +jGHR&A t
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。 /SD}`GxH
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 cqS :Zq
{ALEK
nqcq3o*B
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); J:L+q}A
/* --------------------------------------------- */ MzJCiX^
vector < int *> vp( 10 ); AK2Gm-hHK
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); &AQqI
/* --------------------------------------------- */ fu/8r%:h
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); hmO2s/~
/* --------------------------------------------- */ lLx!_h
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); q@|+`>h
/* --------------------------------------------- */ n/+X3JJ
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); /BL:"t@-
/* --------------------------------------------- */ ~RhUg~o
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); #jQauO
J7+G"_)'
Dcl$?
6#?T?!vZ
看了之后,我们可以思考一些问题: !Zz;;Z
1._1, _2是什么? $MQ}+*Wr
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 cO~<iy
2._1 = 1是在做什么? Z!1D4`w
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 9%/hoA)
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 +$dJA
gg'1q3OjM
~VGnE:
三. 动工 kQ`tY`3F
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: yn4T!r "
xM*_1+<dT$
B$4*U"tk
>XD?zF)6
template < typename T > M!UTqf7XL
class assignment uN|A}/hr]
{ e
w^(3&
T value; kRp]2^}\s\
public : 6>>; fy2
assignment( const T & v) : value(v) {} Kc/1LeAik
template < typename T2 > -aoYoJ '
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 4T@:_G2b
} ; _gvFs%J
iNO>'7s7
37#&:[w>
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 _C?j\Wy
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment LW %AZkAx
:QE5 7.
+\/Q
|VBt:dd<
class holder Yh":>~k?SY
{ sVLvnX,
public : 9BCW2@Kp
template < typename T > =kjKK
assignment < T > operator = ( const T & t) const 1^~&"s U
{ bjZJP\6
return assignment < T > (t); o>el"0rn.h
} z5+Pi:1w
} ; +HK4sA2;
'solCAy
Q#bW"},^k
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: ~P4C`Q1PT#
$*Ucfw1T
static holder _1; 7=G2sOC
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 S$6|KY u
/x<g$!`X
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); mxa~JAlN_
而不用手动写一个函数对象。 ]-=L7a
3<0b_b
)DSeXS[
e
(`x_MTLL
四. 问题分析 fqNh\~kja
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。 [GwAm>k
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。 -9Q(3$}
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 i! .]U@{k
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 |LHJRP-Z
下面我们可以对这几个问题进行分析。 :ym?]EL4o
ke4E1T-1n
五. 问题1:一致性 #EzBB*kP
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Dd3f@b[WX
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 \Z-th,t
y7Po$ )8l
struct holder !b8V&<
{ F'bwXb**
// }K {1Bm@S
template < typename T > "F
F$Q#)
T & operator ()( const T & r) const _jWs(OmJ
{ E$d#4x
return (T & )r; 8fC4j`!
} OgQdyU
} ; /<LZt<K
e~r/!B5X
这样的话assignment也必须相应改动: XJ18(Q|w'
K$"#SZEi
template < typename Left, typename Right > UhxM85M;x
class assignment MK&,2>m,A
{ dkQ4D2W*\
Left l; (jc@8@Wo.
Right r; ^Hd[+vAvR
public : ]a $6QS
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} HiCh:IP7>/
template < typename T2 > EX8JlA\-W
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 5mH[|_
} ; _^NX`<&
> p`,
同时,holder的operator=也需要改动: hFtV\xFK
.<x6U*)\O
template < typename T > C{exvLQ
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const I!x.bp~V!
{ KX)n+{
return assignment < holder, T > ( * this , t); 2d)Dhxzxk
} /6x&%G:m#
8 Rx@_
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。 ]\,?u /
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ["-rDyP
{)YbksrJ{
return l(rhs) = r; @rl5k(
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。 r- 8Awa
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 7!O"k#
Z,&