一. 什么是Lambda }"RVUYU
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 SH"<f_
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, $\k)Y(&
S^i8VYK,C5
K5<2jl3S
it>Bf;
class filler y%
!.:7Y
{ $zhvI*0
public : >X[:(m'
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 7[L%j;)bw
} ; %WP[V{,F
C\Ob!sv%H
)_Hv9!U]e
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
v9TIEmZ
W4#DeT
Y[VXx8"p
gs.+|4dv
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 18kWnF]n=
t\2-7Ohj6
wmMn1q0F
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 k^KpQ&n
j)nE!GKD(
^G5 fs'd
qUg/mdv&
二. 战前分析 EKw)\T1
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 aWvC-vZk
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ]A\qI>,
{w,^Z[<
a>6M{C@pd
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Mx# P
>.
/* --------------------------------------------- */ n Jz* }=
vector < int *> vp( 10 ); V'za,.d-
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); xrlyph5mE
/* --------------------------------------------- */ (Xzq(QV
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Gw6Odj
/* --------------------------------------------- */ QiqRx
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 5>H&0> \
/* --------------------------------------------- */ :: GW
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); -IDhK}C&T
/* --------------------------------------------- */ FyXO @yF
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 0>;[EFL
7)> L#(N
wpNb/U
p Zxx
看了之后,我们可以思考一些问题: 8{%&P%vf
1._1, _2是什么? tmeg=U7
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 3fE0cVG*
2._1 = 1是在做什么? XCgC^c'
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 JHg;2xm"<K
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 8A*tpMV?J
VsL*&Fk
)$pqe|,
三. 动工 P;X0L{u0H
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 6%o@!|=I
uzp\<\d-t
g<w1d{Td
d;3f80Kd*
template < typename T > bx7hQzoX=b
class assignment 5yW}#W>
{ l r~>!O
T value; 8@6*d.+e
public : u2':~h?l
assignment( const T & v) : value(v) {} c*(=Glzn
template < typename T2 > V6Of(;r
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } b
ts*qx&)
} ; PKGqu,J,
)1YGWr;ykS
;s4e8![o3
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 a@? Bv
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 4VA]S
dry%aT
ds2xl7jg
:efDPNm5
class holder Tjj27+y*\
{ =*UVe%N4
public : HuxvIg
template < typename T > 'I[xZu/8yg
assignment < T > operator = ( const T & t) const ^R+CkF4l l
{ !_dW
`
return assignment < T > (t); {=Py|N\\t
} pUgas?e&
} ; i1HO>X:ea
!:_krLB<
!l9#a{#6l
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: 6Tq2WZ}<'
Pi%-bD/w
static holder _1; V Kc`mE
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 k?Zcv*[)D+
l`:-B'WM
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); An
BM*5G
而不用手动写一个函数对象。 [H2su|rBI`
COH.`Tv{*
#S|On[Q!
h`tf!M D]
四. 问题分析 1bCS4fs^>
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。 eI-FJ/CJ
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。 i-sm 9K'ns
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 k6;pi=sYNW
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 $7Tj<;TV
下面我们可以对这几个问题进行分析。
@3I?T
Q1
4LJOT_
五. 问题1:一致性 a=[|"J<M
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 1u*
(=!
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 S!
.N3ezn
On@p5YRwW
struct holder {#+'T 13sx
{ a
uve&y"R
// G<~P||Lu^
template < typename T > I%0J=V;o{
T & operator ()( const T & r) const #vR5a}BAk
{ %nkbQ2^
return (T & )r; sJ_3tjs)
} kPnuU!
} ; ]/mRMm9"3h
Yp$@i20
这样的话assignment也必须相应改动: w#sP5qKv8
1fh6A`c
template < typename Left, typename Right > 8PGuZw<
class assignment ;s-fYS6(>{
{ 52*KRq
o
Left l; +C4NhA2
Right r; q(5
public : Wk/Il^YG
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} (j}edRUnB
template < typename T2 > ,^T0!k$
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } lF$$~G
} ; p"n3JV.~k+
m&Y?]nbq
同时,holder的operator=也需要改动: w`Rt "d_B
_b[Pk;8}j;
template < typename T > \@7 4I7
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const &KeD{M%
{ ZD8E+]+
return assignment < holder, T > ( * this , t); b$B-LvHd1
} B=i%Z_r]w
^Ov+n1,)
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。 T%2%*oa
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 VmTgD96
#XAH`L\
return l(rhs) = r; dQ Ao~]B
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。 M[&p[P@
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 2AjP2
x=44ITe1n[
template < typename Tp > p"NuR4
class constant_t U9//m=_
{ A~wyn5:_
const Tp t; \H/}|^+@
public : ${7s"IX
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ">R`S<W
template < typename T > ]=%u\~AvL
const Tp & operator ()( const T & r) const Lor__
K
{ /.m}y$@GV
return t; %U&ztvR0C
} StMvz~
} ; )B Xl|V,
5R#:ALwX:
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Q".p5(<
下面就可以修改holder的operator=了 lp]q%P
|Fzt|
\
template < typename T > &. "ltB
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const $K!6T
{ 3WY:Fn+#
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); R
#m1Aa
} FHZQyO<|
<Ow+LJWQK
同时也要修改assignment的operator() vg[zRWh8
O u{|o0
template < typename T2 > k%({<