一. 什么是Lambda !B0v<+;P8
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
4$..r4@
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, LH bZjZ2
`CPZPp,l6`
7 FEzak'
hT\p)w
class filler nR(#F 9
{ ~}epq6L>
public : b?sAEU;
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} owP6dtd)
} ; IvPA|8(
oZ?IR#^
Ma% E&.ed
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: e|S+G6 :O2
,oC={^l{
n iXHK$@5
s4^[3|Zrr0
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 0=3FO}[u
'2;Ny23
Ej-=y2j{g
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 mvUVy1-c
jI@bTS o
se4w~\/
cP/F|uG5
二. 战前分析 N )b|
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。 u40b?
n.
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 *?EjYI
v'mJ~tz
f(EYx)gZ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 2<`gs(oxXe
/* --------------------------------------------- */ 3Yn:fsy
vector < int *> vp( 10 ); DW'0j$;
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); "~.8eKRQ
/* --------------------------------------------- */ ; |E! |w
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ^EnNbFI
/* --------------------------------------------- */ wFKuSd
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); S
jC)6mo
/* --------------------------------------------- */ >[A65q'
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ymzPJ??!
/* --------------------------------------------- */ ?yK%]1O
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); (h'$3~
Rx@%cuP*
-f-O2G=
')Dp%"\?
看了之后,我们可以思考一些问题: 9-X{x95]
1._1, _2是什么? 6KBzlj0T+
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 N|j;=y!
2._1 = 1是在做什么? h^.tomg8
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 y \mutm
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 B.C H9M
{="Su{i}}
"4Wp>B
三. 动工 \E ? iw.}
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: cq@_*:~Or
K%aPl~e
2Be ?5+
Sm*Jysy`
template < typename T > =: v><
class assignment 1OfSq1G>v$
{ 3<~2"@J
T value; QTrlQH&p
public : jx5[bUp4u
assignment( const T & v) : value(v) {} rhzv^t
template < typename T2 > !?us[f=g%
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } oZ\qT0*eb
} ; pJ)+}vascR
FJwZo}<6E
t^bdi}[
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 qD=m{O8%_
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment h.}t${1ZC
b[&,%Sm+6
fW4cHB9|
^!v}
class holder XYxm8ee"j
{ s&QBFyKtJ
public : &Curvc1fm
template < typename T > TJ%]{%F
assignment < T > operator = ( const T & t) const q|]0on~]
{ foP>w4pB
return assignment < T > (t); Ql6ai
} ,SE$Rh
} ; DS,FVh".|
>b!X&JU
CL@h!h554_
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: bsk=9K2_2t
+=B}R
static holder _1; A 4W
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Uf2v$Jl+Yh
&T|&D[@
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); mB|mt+
而不用手动写一个函数对象。 >fZ/09&3
w;SH>Ax:
D@4&@>
R{OE{8;
四. 问题分析 l
SVW}t
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 dD.d?rnZq7
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 1uS>{M
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ?:''VM.
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 +^&v5[$R
下面我们可以对这几个问题进行分析。 mTuB*
D`~{[cv)\
五. 问题1:一致性 }fZ=T4r
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?| z)Q^j>%
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 w[$nO#
`j!2uRFe>
struct holder FG5c:Ep
{ <Ec)m69P
// _l{5'm
template < typename T > W6xjqNU
T & operator ()( const T & r) const [ls ?IFg
{ xm10
return (T & )r; /E4 }d=5L
} ,8"[ /@
} ; C}P
\kDM
?'/5%f`
这样的话assignment也必须相应改动: n40MP5RxY
>5@vY?QXO
template < typename Left, typename Right > })0 7u
class assignment PSQ:'
{ `)C`_g3Ew
Left l; CpqSn/
Right r; $-9@ /%Y
public : S.F=$z.%
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} (jE:Q2"
template < typename T2 > wh m tEY
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } -^jLU
FC
} ; 1DlcO>#@
V-ouIqnI
同时,holder的operator=也需要改动: ExP25T
6j"I5,-~!
template < typename T > hC,-9c
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const )< a8a@
{ G*~*2>~
return assignment < holder, T > ( * this , t); Is6']bYh
} ^'I5]cRa
M7<#=pX&
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。 @oc%4~zl
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 /e?ux ~f|
KJ^GUqVl
return l(rhs) = r; S}[:;p?F`
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。 %V1T!<
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: pdha"EV
^21f^>k(
template < typename Tp > ;ld~21#m
class constant_t jG(~9P7
{ B{UoNm@
const Tp t; p>tdJjnt
public : cTaD{!zm5
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ^RAFmM#F
template < typename T > |21hY
const Tp & operator ()( const T & r) const *^+xcG
{ )zt4'b\)v
return t; 3R:i*8C
} "sx&