一. 什么是Lambda 6sy,A~e
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 qK-qcPLsl
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, KBj@V6Q
W0?JVtq0Z
|*1xrM:v~
r\RFDj
class filler >#?iO]).
{ Om6Mmoqh
public : D 2$^"
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 5p{25N_t
} ; #G~wE*VR$
C*Xik9n
vX 1W@s
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: Ys%'#f
B!iFmkCy
FE}s#n_Pd
kyu2)L2u
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 23k)X"5
)@,N7Y1h
IywiCMjH
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 V8T#NJ
hpas'H>J
J@gm@ jLc
l.uN$B
二. 战前分析 Z*Zc]hD
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。 Bs@:rhDi
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 !G[f[u4Zg
yZ|+VXO
h,~tXj
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); $$\V2%v
/* --------------------------------------------- */ ;Rs.rl>;t/
vector < int *> vp( 10 ); EoKo
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); _hWuAJ9Qy
/* --------------------------------------------- */ cB<O.@
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); @o60c
/* --------------------------------------------- */ ?0uOR*y'
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); (HPz
/* --------------------------------------------- */ )# p.`J
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); .Nk}Z9L]k
/* --------------------------------------------- */ Ej{+U
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); !. p
hAlPl<BO#V
m|lM.]2_
]~'9
看了之后,我们可以思考一些问题: aU4R+.M7@
1._1, _2是什么? brj[c>ID
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。 aj?2jU~Pq
2._1 = 1是在做什么? 8<Xq=*J+
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。 }a'cm!"
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。 . Jptj
gU+ss
1z3]PA!R
三. 动工 \FVNXUMU
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: B#QL M^
u |'8a1
k?<i*;7
ma1(EJ/
template < typename T > eVrnVPkM
class assignment )=y.^@UT@
{ Q*Y4m8wY
T value; K[*h+YO
public : ,}u,)7
assignment( const T & v) : value(v) {} i},d[
template < typename T2 > ; 4l-M2
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } fjcr<&{:
} ; Bpm,mp4g\#
0e)lY='^_
>CH
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 xUQdVrFU
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment '^e0Ud,
hI*`> 9l
|y klT
b/z'`?[
class holder _a fciyso
{ y?"$(%3|
public : akMJ4EF/
template < typename T >
ccRlql(
assignment < T > operator = ( const T & t) const )4@M`8
{ J`4Z<b53
return assignment < T > (t); Y$>+U
} PL9<*.U"=
} ; *3!(*F@M,
dr.**fGYde
#]k0Z~Bl
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: U[IQ1AEr
E=}6X9X
static holder _1; vz- 9<w;>a
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 yq1Gqbh
l
tp7oc_s?.
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); tsck|;v
而不用手动写一个函数对象。 aXQ&@BZ{j
AbL5 !'
SE6>vKR/.
7F"3 <U@J
四. 问题分析 3(MoXA*
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。 >ze>Xr'm5=
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。 BHEs+e0
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 H3!,d`D.N
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ~(stA3]k
下面我们可以对这几个问题进行分析。 u.$Ym
D% oueW
五. 问题1:一致性 bh{E&1sLh
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| [SK2 x4
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 G}182"#4
C\y[&egww
struct holder 2=jd;2~
{ kZJt~}
// eH ;Wfs2f
template < typename T > f#*h^91x
T & operator ()( const T & r) const f;e_04K
{ :x8Jy4L
return (T & )r; =g/4{IL%
} :8](&B68gE
} ; -K:yU4V
Y=AH%Gy9)
这样的话assignment也必须相应改动: bjuYA/w<
F(J\ctha
template < typename Left, typename Right >
-PcS(
class assignment Cw6>^
{ n>u.3wL
Left l; iU.!oeR?
Right r; .UNF~}^H
public : W,xi>5k
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} >_rzT9gX&
template < typename T2 > j kSc&
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } kTr6{9L
} ; OD{5m(JwL
PthIdaN@
同时,holder的operator=也需要改动: `)0Rv|?
n/ui<&(
template < typename T > {CW1t5$*
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 0eQ~#~j&
{ _Syre6k
return assignment < holder, T > ( * this , t); K%98;e9
} ~sZqa+jB0
`6|i&w:b
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。 |E46vup
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 t.3Ct@wK
s]$HkSH
return l(rhs) = r; NYWG#4D
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 :({-0&&_
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Ll008.#
r~8D\_=s
template < typename Tp > N!tpzHXw
class constant_t jjJc1 p0
{ @WhZx*1
const Tp t; s/r5,IFR
public : JoZqLy!@
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} r~ZS1Tp
template < typename T > 5F'%i;)oq
const Tp & operator ()( const T & r) const r^?)F?n!
{ aR`_h=a
return t; hB|H9+
} (%``EIc<8
} ; !7ei1
X=rc3~}f
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ;X?Ah
下面就可以修改holder的operator=了 TYs+XJ'Xj
]jHh7> D
template < typename T > BNAguAxWo
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const #E-
VW
{ k98< s
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 7P3<o!YA
} KzEuPJ?
Qv9*p('~A
同时也要修改assignment的operator() hgTM5*fD}
h
Jfa_
template < typename T2 > .8u$z`j
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } d$2@,
现在代码看起来就很一致了。 [VY8?y
&