一. 什么是Lambda w "{bp
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 uaiz*Im
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, yk<VlS
Nu@5 kwH
G%S6$@:
/?Vdqci
class filler _l<mu? "
{ cg,Ua!c
public : @@Q6TB
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} [q1Unm
} ;
}g>kpa0c
Y=E9zUF
Rv,82iEKs
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: qYK4)JP
k=?^){[We
Jn=42Q:>
mwIk^Sz]@
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); TtPr)F|
#:#Dz.$L
6a*83G,k
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 RwW$O@0
?mMW*ico
:s"2Da3B
wZjlHe
二. 战前分析 fp{G|.SA
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 8.yCA
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 c_#*mA"+
Rv<L#!;
t
^2EhlK^)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); }%$OU = T
/* --------------------------------------------- */ ?KB@Zm+#~
vector < int *> vp( 10 ); qEQAn/&
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); b,Ke>.m
/* --------------------------------------------- */ Nt~x&s
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); MGQ,\55"
/* --------------------------------------------- */ +< yhcSSTB
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); Wwhgo.Wx
/* --------------------------------------------- */ 7(C x!Yb
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); lm$;:Roj*
/* --------------------------------------------- */ P`EgA
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); #-{N
Ws\
T`\]!>eb
L+.H z&*@
M\9F:.t=
看了之后,我们可以思考一些问题: cvfUyp;P
1._1, _2是什么? IE;\7r+h
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。 Qs l80~n_7
2._1 = 1是在做什么? |n`PESf_
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。 8}BS2C%P
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。 2bLI%gg3
r+S;B[Vd
@}DFp`~5|
三. 动工 WL
U }
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: PO o%^'(
<
bFy(+
2n)gpLIJ
d)tiO2W
template < typename T > HTk\723Rdw
class assignment >3PMnI
{ )3%@9
T value; ^ H3m\!h
public : 'wvMH;}u
assignment( const T & v) : value(v) {} ;7Okyj6EP
template < typename T2 > uw33:G
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } t'g^W
} ; mb1Vu
%
5z
gd>
DnFjEP^
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 XA{F:%
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment m5*[t7@%
VRbQdiZ{
[b/o$zR
Yw)Fbt^
class holder -bS)=L
{ &RO7{,`
public : fu R2S70d
template < typename T > I]R9HGJNlJ
assignment < T > operator = ( const T & t) const 6G of.:"f
{ TSjIz5
return assignment < T > (t); g
jxS
} qTM%G-
} ; X>zlb$
fF;h V
>zngJ$
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: c}-(. eu
P!e= b-T
static holder _1; m Ni2b*k
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 6kR\xP]Kr
SK
R1E];4
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); %e?fH.)
而不用手动写一个函数对象。 Td h TQ
}mk>!B}=
"0Q1qZ
O/b+CSS1
四. 问题分析 C:i|-te
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。 @i LIU}+
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。 +,5-qm)Gh>
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 %
frfSGf.#
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Sh&PNJ-*
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ho.(v;
a#[-*ou`
五. 问题1:一致性 3FNT|QF
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?| |=K_F3aJ
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 "2{%JFE
#;Tz[0
struct holder P^)q=A8Z#
{ 42+#<U7T
// )Gk`[*q ;
template < typename T > Kq)MTlP0g
T & operator ()( const T & r) const Y)|N"f;
{ z|N3G E(.@
return (T & )r; 7%;_kFRV
} Vf $Dnu@}z
} ; BVpO#c~I
f_=~H<j!
这样的话assignment也必须相应改动: QHlU|dR)Ry
V/%~F6e
template < typename Left, typename Right > o:p
*_>&
class assignment w$ fJ4+
{ \Qy$I-Du
Left l; sa&) #Z:
Right r; HM9fjl[
public : YY5!_k
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ;zH
HIdQ>-
template < typename T2 > y 1\'(1
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } K8I$]M
} ; l.+yn91%>
vbG]mMJ
同时,holder的operator=也需要改动: B.dT)@Lx0
W!L+(!&H
template < typename T > v&
$k9)]
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 2kh"8oQ
{ aSutM
return assignment < holder, T > ( * this , t); ;2xO`[#
} YN/}9.
PkuTg";
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 ci9R.U)
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 #q\x$
T^.Cc--c
return l(rhs) = r; p9eRZVy/
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。 #FxPj-3(ix
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: o4y']JSN
w n|]{Ww35
template < typename Tp > 4,p;Km&
class constant_t {Qu"%h.Al
{ {R6HG{"IS6
const Tp t; &HZmQ>!R D
public : RO(TvZ0pE
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} D<$XyP
template < typename T > /iaf ^
>
const Tp & operator ()( const T & r) const C~%
1w%nn
{ s#9Ui#[=h
return t; SGL|Ck
} [{u(C!7L`
} ; ?#A]{l
8hanzwoJ:
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 V~IIYB7
下面就可以修改holder的operator=了 f9$xk|2g
+j14Q$
template < typename T > O[@q%&_
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const pKG<Nvgz&
{ (5L-G{4
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); kS5_
} :iWS\G^U
fh8j2S9J
同时也要修改assignment的operator() s"KJiQKGM
W!Gdf^Yy<
template < typename T2 > V N{NA+I
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } h&