一. 什么是Lambda U3_ O}X+
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ((`\i=-o5
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, N4;g"k b
YT?Lt!cl=
]0T*#U/P
wL~A L
class filler KH)-=IJ8
{ 3!F^vZ.
public : U+'zz#0qN
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} .+S%hT,v6i
} ; mTsyVji8
itNuY<"
F_0D)H)N@
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: Fy\q>(v.
odca?
*bo| F%NAz
#W8F_/!n|
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); B`)sc ~u
FR6 W-L
|_ED*ATR=
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 \},H\kK+^
"7EK{6&jQ
rZwSo]gp
]h1.1@ >xc
二. 战前分析 fsPsP`|
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。 \mLEwNhRY
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 >}f!. i
Vaf,
!S&/Zp
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); HqsqUS3[
/* --------------------------------------------- */ a$?d_BX
vector < int *> vp( 10 ); <w}^Z}fpk&
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ;bG?R0a
/* --------------------------------------------- */ k waZn~
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); +a*Ic8*
/* --------------------------------------------- */ '*XIp:
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); d)U(XiK'
/* --------------------------------------------- */ HD#>K 7
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); >n/0od9
/* --------------------------------------------- */ jNx{*2._r
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); @ NDcO,]
b]?5r)GK
e8f7*S8
|APOTQV
看了之后,我们可以思考一些问题: ]r!|@AWrQ\
1._1, _2是什么? 6bs-&Vf
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 b=BNbmX
2._1 = 1是在做什么? cQLPgE0
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 KsTGae;ds
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 d, g~.iS~
&+02Sn3A
6oQ7u90z*
三. 动工 ea @
H
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: kuBtPZ
QZ(O2!Mg
8IL5:7H8
9$U>St
template < typename T > ?r(vXq\
class assignment 6'mZM=d
{ ~0024B[G
T value; %!-t7K^mFq
public : uL7}JQ,
assignment( const T & v) : value(v) {} }8l+Jd3"
template < typename T2 > !7~4`D
c6U
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } rZ.=Lq
} ; gO*Gf2AG
B!`.,3
WxD$k3U
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 D`Vb3aNB=L
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment >cjxu9Vr1K
SkipPEhA
^"4?Q
;W+1 H !
class holder SZ4y\I
{ ;j;U9-oh
public : X`v6gv5qj
template < typename T > @o@SU"[?_
assignment < T > operator = ( const T & t) const
tculG|/
{ -$%~EY}
return assignment < T > (t); O.Dz}[w
} JSh'iYJ.
} ; SmyJ@.L"
/;Cx|\
|1!|SarM{B
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: A ?~4Pe
V#1v5mWVx
static holder _1; y&4im;X0
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 /Yww G;1
?OO !M
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); M>RLS/r>d
而不用手动写一个函数对象。 zYPvpZV/
gi@&Mr)fS
EG=U](8T
9p02K@wkD
四. 问题分析 H lFVc
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。 *"/BD=INv}
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。 LWM& k#i
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 S +73 /Vs
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 :^QV,d<C
下面我们可以对这几个问题进行分析。 I[ZWOi\-
;
-Vg0J6x
五. 问题1:一致性 JKXIxw>q
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?| N9Fu
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ,tBc%&.f
G
in
struct holder #eI`l`}
{ P!~&Ei
// kP~ ;dJD
template < typename T > 99q$>nx,w
T & operator ()( const T & r) const q=BAYZ\`
{ OHF:E44k
return (T & )r; {\!@k\__
} #>$w9}gFi
} ; U@:iN..
Q},uM_"+
这样的话assignment也必须相应改动: )i.\q
ORV'dr
template < typename Left, typename Right > );F
/P0P
class assignment M^A;tPw
{ ##NowO
Left l; %}Ob~m>P
Right r; CH h6Mnw
public : TlBu3z'P
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} b(g?X
(&
template < typename T2 > V:4($
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } (e{pAm
} ; Tq.%_/@M<
&]' <M
同时,holder的operator=也需要改动: nr9cG/"
F
a'2i<
template < typename T > &4l>_
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 9_S>G$9D
{ Ed~2Qr\65
return assignment < holder, T > ( * this , t); lhV'Q]s@6
} (svd~h e2
V$ss[fX
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。 BcTV5Wcr
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 )%5T*}j
=}AwA5G
return l(rhs) = r; #
OQ(oyT
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。 7_#i,|]58
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: E
:Y
*;
ddD $ 4+
template < typename Tp > s8N\cOd#i
class constant_t ~cx/>Hu
{ 6|:]2S
const Tp t; #G ZGk?
public : ~\m|pxcj
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Z-+p+34ytq
template < typename T > OW<5,h
const Tp & operator ()( const T & r) const 6,|)%~VUm
{ #zcnc$x\
return t; AiO29<
} /TgG^|
} ; =' cr@[~i
3E361?ubM
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Ci
? +Sl
下面就可以修改holder的operator=了 7MT[fA8^
^25[%aJI
template < typename T > LJMw-#61sj
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ewtoAru
{ nNFZ77lg
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 8W"~>7/>D
} 8Mq]
V
v
&?<o692
同时也要修改assignment的operator() ,9f$an
i- E~ZfJ
template < typename T2 > bgm$<