一. 什么是Lambda s{<rc>
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 l3l[jDa, 2
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, NZdQz
{PYN3\N,
64b9.5Bn
J^0co1Y0
class filler d-xKm2sH
{ vV"TTzs!
public : `|v0@-'$
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} N \A)P
} ; 5vg@zH\z
]7'Q2OU7
}ndH|,
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: 3#0nus|=S
PJh\U1Z
s)xfTr_$
cZ^$!0
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); +w GE
TtKBok
]O&TU X@)
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 qX-Jpi P
So0YvhZ+
n'%*vdHKm
.:_dS=ut
二. 战前分析 3vVhE,1N
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 F
N(&3Ull
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ,ulTZV
X o{Ce%L
q'q'v
S
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); *A
c~
/* --------------------------------------------- */ nSgg'I(
vector < int *> vp( 10 ); Y:*mAv;&
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 9OXrz}8C
/* --------------------------------------------- */ shnfH
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); OuS{ve
/* --------------------------------------------- */ IExQ}I
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); l|j&w[c[Q0
/* --------------------------------------------- */ D
zl#[|q
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 7d'4"c;*;
/* --------------------------------------------- */ X3X~`~bAD
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); V,|9$A;
9I30ULm
?#slg8[
jVk|(
看了之后,我们可以思考一些问题: ^x:4%%Q]l
1._1, _2是什么? B]Yj"LM)
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。 <fs2;
2._1 = 1是在做什么? D.R5-
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。 *~2jP;$
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。 YM+}Mmu
YN"102CK
2/?pI/W
三. 动工 -aKL
78
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: G}D?+MWY
>D<nfG<s Z
fB;'U
5
MQRb?[
template < typename T > JL;H :`x
class assignment 3=sA]j-+(
{ 6~$<
T value; I%{^i d@
public : YfF&: "-NU
assignment( const T & v) : value(v) {} [J-r*t"!
template < typename T2 > gjyg`%
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ]WyV~Dzz<
} ; b^hCm`2w*
}[ux4cd8Y
ot(|t4^
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 LUS7-~:F
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 90I)"vfW5
UY%@i
a,&Kvh
~LYKt0/W&
class holder |(XV '-~
{ fa5($jJ&
public : hO{@!H$l
template < typename T > )@SIFE
assignment < T > operator = ( const T & t) const ?_n.B=H`8
{ },[S 9I`p
return assignment < T > (t); V!"^6)
} t'm]E2/
} ; G.B^C)guu
$.V(_
as
o8
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:
LFGu|](
,,BNUj/:
static holder _1; lh?mN3-*
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 0FTiTrTn
y~ ^>my7G
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); V~e1CZ(2X
而不用手动写一个函数对象。 0#Rj[J;kh
zS?i@e
$
:CK,(?t
pklcRrx,a
四. 问题分析 )S8q.h
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。 mjs*Z{_F^
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。 >(%im:_
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 K<+AJ(C
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 * k=L
下面我们可以对这几个问题进行分析。 0Vy*
0\{S
j#!J
hi
五. 问题1:一致性 s/ZOA[Yux
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?| %R&3v%$y*
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ZMx_J
?{{E/J:%
struct holder .iew5.eB+
{ zq1&MXR)l
// ;'J L$=
template < typename T > /=7 |FtB`
T & operator ()( const T & r) const "#e2"=3*
{ XTZWbhNF
return (T & )r; *j<;;z-
} Pfd FB
} ; *q8W;WaL
+[~\\X
这样的话assignment也必须相应改动: 8^< -;
DC/CUKE.d
template < typename Left, typename Right > +;;fw |/
class assignment EidIi"sr
{ DlIfr6F
Left l; Pu
axS
Right r; T<! `~#kM
public : )(DV~1r=
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} p}(w"?2
template < typename T2 > vBM\W%T|d
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ?0_i{BvN
} ; tbOe,-U-@
(!Ml2
同时,holder的operator=也需要改动: P<2yCovn`
xsAF<:S\
template < typename T > r-Dcc;+=Q
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const !uHI5k,f
{ #UXmTrZ.
return assignment < holder, T > ( * this , t); CT"0"~~
} %Yd}},X_E
%
)|/s%W
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。 [;I.aT}R!;
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ~r=TVHjqi
|:
nuT$(
return l(rhs) = r; :;??!V
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。 >Zmpsa+
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: fDbs3"H Q
m+uh6IqN./
template < typename Tp > F ^E(AE
class constant_t u)Y#&q