一. 什么是Lambda U/{6%
Qy
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Ddju~510
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, TCKu,}s
2;3f=$3
Y]|:?G7l]
ecJ6
class filler F/c$v
{ * *H&+T/B
public : ./6<r OW
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} >JwLk[=j
} ; |Hr:S":9
B@YyQ'
1j-te-}"c
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: 3riw1r;Q
w~R`D
kzmQm
Ck =;1sGh
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); e-hjC6Q U
TJ8E"t*)
pv!oz2w1
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 LjFqZrH
4\ c,)U}
[P4$Khu$
:wqC8&V
二. 战前分析 pE.PX
8
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。 Uggw -sRU
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 CWo1.pV w
P>Euq'ajX
W/ay.I
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); rX7QbAB
/* --------------------------------------------- */ FXdD4 X)
vector < int *> vp( 10 ); X .F^$
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); wXjFLg!g?
/* --------------------------------------------- */ |%a4`w
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 5v\!]?(O;
/* --------------------------------------------- */ (UCK;k
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); q@5K6yE
/* --------------------------------------------- */ m9}AG Rj
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); }V;+l8
/* --------------------------------------------- */ ]'~vI/p
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); l&YKD,H};
-tsDMji~V
~9\WFF/
BElJB&I
看了之后,我们可以思考一些问题: JPM))4YDR
1._1, _2是什么? L%}zVCg
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。 tGdf/aTjy
2._1 = 1是在做什么? &M/0g]4p
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。 CRve.e8J
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。 Awv`) "RAR
RC|!+TD
/"H`.LD.?
三. 动工 w=h1pwY
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: f~OU*P>V@
8@{OR"Ec
kPBV6+d~
{K{EOB_u
template < typename T > Xd E`d.
class assignment r,goRK.
{ d%I"/8-J
T value; C9DJO:f.2y
public : m@`8A
assignment( const T & v) : value(v) {} ,B&fFis
template < typename T2 > I\?9+3 XnQ
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } K-<^$VWh
} ; R:JX<Ba
X0;4_,=
H
xV#WoYKj
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 !|q<E0@w\
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment plu$h-$d
p47S^gW
&bz:K8c
GSoZx0
class holder qrvsjYi*w
{ dUgrKDNyA
public : Uq_j\A;c
template < typename T > '/Bidb?
assignment < T > operator = ( const T & t) const Ogt]_
{ !{n<K:x1
return assignment < T > (t); 6J~12TU,
} o[ENp'r
} ; O<)y-nx;X
22<0DhJ
ki0V8]HP
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: MF60-VE
_mS!XF~`P
static holder _1; 0U/K7sZ
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 c(co\A.]:6
DcIvhB p
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); B{oU,3U>
而不用手动写一个函数对象。 to8X=80-3
JxLf?ad.
TvNY:m6.%
FG3UZVUg9
四. 问题分析 dw~p?[
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 "x941}
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Z34Wbun4
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 KV|}# <dD
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 )2UZ% ?V#
下面我们可以对这几个问题进行分析。 jEc|]E
IvpcSam'
五. 问题1:一致性 ;Z j]~|
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ;U:
{/
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 2,vB'CAI
7:]Pl=:X
struct holder J`IDlGFYp
{ Z=4{Vv*
// ,y9iKkg
template < typename T > lT\a2.E
T & operator ()( const T & r) const /!}'t
{ >U1R.B7f
return (T & )r; H* ,,^
} n\I#CH0V
} ; _8}QlT
s%iOUL2/
这样的话assignment也必须相应改动: }
B396X
Kx"<J@
template < typename Left, typename Right > SxyONp.$\
class assignment w|mb4AyL{?
{ KtS)'jf
Left l; :RSz4
Right r; EA.D}X C
public : 4GG>!@|
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} C=uZ1xg*,
template < typename T2 > o }Tz"bN
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } E6Rz@"^XV
} ; Rj~
TUT][
=.=
同时,holder的operator=也需要改动: ^1:U'jIXO
3:"]Rn([P
template < typename T > c/L>>t
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Mh(]3\
{ 6m .k;'
return assignment < holder, T > ( * this , t); ~,D@8tv
} GN#<yv$av
in<Rq"L
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 "+KJop
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 5ep/h5*/
j4FeSGa
return l(rhs) = r; Lf:uNl*D
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 oHM
]
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: |vte=)%
&"_u}I&\
template < typename Tp > ""O"
class constant_t )Fd
HV;K
{ rQ4*k'lA:
const Tp t; a/~aFmu6b
public : =k}SD96
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 3`O?16O
template < typename T > }}QT HR
const Tp & operator ()( const T & r) const G{aT2c
{ Q|}aR:4
return t; |CgnCUv+
} {^{p,9
} ; T0Yiayt
QU{Ech'
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 r8xyd"Axy
下面就可以修改holder的operator=了 * v8Ts
~/_9P Fk
template < typename T > =1h9rlFj"D
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const "O+5R(XT
{ nmlPX7!{$
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); E{=2\Wkcp
} O#nR>1h
E}CiQUx
同时也要修改assignment的operator() R cY>k
kH*P n'
template < typename T2 > *IlaM'[*
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } yTE%hHH]&[
现在代码看起来就很一致了。 &