一. 什么是Lambda bXx2]E227
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 wa)E.(x
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, (]Pr[xB
~"Q24I
J%:D%=9 )
pZ IDGy=~
class filler Wv4x^nJ
{ &4dh $w]q
public : iB1+4wa
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} jQV.U~25Q
} ; \i2S'AblYq
=B/Ac0Y
M%vZcP
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: HRG2sv T4t
dw"Tv~
kwM1f=!-
Wf}x"*
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 4e0/Q!o,
` 465
H
$Y\-X<gRH
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 1 p|h\H
#C`IfP./
8M_p'AR\,y
Q&@~<!t
二. 战前分析 [8Yoz1(smA
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。 3[a&|!Yw
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 #cF ?a5
,~TV/l<
dB=aq34l
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); n{@^ne4m
/* --------------------------------------------- */ U.kTdNSp
vector < int *> vp( 10 ); v=Y)
A ?
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); |_H{B+.
/* --------------------------------------------- */ m0a <~
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); #K4lnC2qz
/* --------------------------------------------- */ kzb%=EI
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); B.T|e,g26
/* --------------------------------------------- */ |#Q4e51H
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); WS7a]~3'
/* --------------------------------------------- */ $Rd]eC
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); @5)THYAx4
kvoEnwBe_
PAcbC|y
p?#%G`dm
看了之后,我们可以思考一些问题: _-mJI+^/
1._1, _2是什么? @Q%g#N
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 / DC\F5 G
2._1 = 1是在做什么? {<k}U;uiO
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 7XDze(O5
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 .>;}GsN&
:VvJx]
V1
:aR3*!
三. 动工 /iwL$xQQ
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: A:JWUx
$1ZFkw
xtN=?WjVe0
Qk_Mx"
template < typename T > re%MT@L#
class assignment c8=@s#
{ Q|1X|_hs
T value; `BGU
public : 1oVjx_I5y
assignment( const T & v) : value(v) {} :{tj5P!S
template < typename T2 > <M,A:u\qSQ
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } M%#H>X\/
} ; xdV $dDCT
SaA9)s
eCI0o5U
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 v."0igMO
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment J]=2] oI2
*K}j>A
:
~R:[T2P
Ou'<9m!9
class holder 8g!C'5
{ ]L?DV3N
public : VJ'bS9/T
template < typename T > 1qgzb
assignment < T > operator = ( const T & t) const 5%Xny8
]|D
{ _;x7vRWmN
return assignment < T > (t); H>/LC* 8-
} &8^1:CcE
} ; 4t<l9Ilp
-1P*4H2a
[L+VvO%cT
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: ?4&C)[^
oO8opS7F
static holder _1; 6?X)'
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 5 Y|(i1
x(UOt;
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 9}TQu0
而不用手动写一个函数对象。 TiF2c#Q*y
-Jj"JN.
~LKX2Q:S
ji(Y?vhQt
四. 问题分析 UVIR
P#
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 5{@Hpj/B
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 \a|bx4M
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 df$VC
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 w'-J24>=
下面我们可以对这几个问题进行分析。 \XUG-\$p
*Pmk1h2
五. 问题1:一致性 ?g5u#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?| 6}>:sr
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 .-(s`2
"++q.y
struct holder @}^eyS$|!
{ pOz4>R
// Gw;[maM!%`
template < typename T > ;Npv 2yAab
T & operator ()( const T & r) const Q;3v ]h_
{ f/&k$,w
return (T & )r; '[6o(~*
} xlH?J;$
} ; ;~ >E^0M
)=
,Lfj8x
这样的话assignment也必须相应改动: R4R SXV
nO d'$q
template < typename Left, typename Right > N]k(8K
class assignment Yp_R+a^
{ &Vtgh3I
Left l; $2M dxw5
Right r; U;_b4S:
public : \3ZQ:E}5
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} OEkx}.w
template < typename T2 > XgfaTX*
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } V`n;W6Q17
} ; Zy -&g:
Ifc}=:nr
同时,holder的operator=也需要改动: SseMTw:
kUdl2["MZ
template < typename T > E[FRx1^R9
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 'Gw;@[
{ 1xJc[q
return assignment < holder, T > ( * this , t); l[2 d{r
} B~/LAD_
4RH'GnLa
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 bs%lMa.o
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ::xH C4tw
fCMH<}w
return l(rhs) = r; 6PS #Zydb
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 r/![ohrEB
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: T/_JXK>W
+b7}R7:AFH
template < typename Tp > JYbE(&l%de
class constant_t k+"+s
bsW'
{ aN.t) DG}J
const Tp t; da[u@eNrnX
public : Vs1j9P|G
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} }@*Me+
template < typename T > OZF^w[ `w
const Tp & operator ()( const T & r) const idC4yH42
{ UH<nc;.B
return t; 3sk$B%a>Z
} N
F[v/S
} ; 5dVSir
<bwsK,C
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 |EJ&s393&
下面就可以修改holder的operator=了 \}ujSr#<