一. 什么是Lambda 1L'[DKb'
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ^g[\.Q
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, nx=#QLi
"<6pp4*I
[RD ^@~x
!gy'_Y
class filler aEdFZ
{ <-Q0WP_^
public : +,>f-kaV
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 0s0[U
} ; 5HG 7M&_
nAF@47Wo
Bx&`$lW
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: 0P/A
t@.gmUUA
mkBQX
QC <(rx
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); q22cp&gmX
Hh;w\)/%j
}U'5j/EFZ
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 V-=$:J"J'\
;~]&$2sk
DHt 8 f
zwU8i VDe
二. 战前分析 (53dl(L?
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 *"fg@B5
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 @+1E|4L1vf
.ET;wK
d@At-Z~M
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); }C*o;'o5G
/* --------------------------------------------- */ K-
}k-S
vector < int *> vp( 10 ); `r*6P^P
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ? |8&!F
/* --------------------------------------------- */ ,zXL8T
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); #EHBS~^
/* --------------------------------------------- */ phXVuQ
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ZX'{o9+w5
/* --------------------------------------------- */ h| UT/:
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); IU$bP#<
/* --------------------------------------------- */ {'DP/]nK
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); +"3eh1q[
XOqpys
CHeG{l)<r
}0 <x4|=
看了之后,我们可以思考一些问题: sTG+c E
1._1, _2是什么? 2zFdKs,
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。 Qmn5umd=?\
2._1 = 1是在做什么? WP]<\_r2
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。 FG#j0#|*
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。 c+a f=ac
f{AgKW9"
,dVCbAS@
三. 动工 (la<X<w
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: sx]?^KR:
uTl:u
/kw4":{]
yN>"r2
template < typename T > ^OBaVb
class assignment W77JXD93
{ #eUfwd6.Y
T value; ~5!ukGK_
public : pK'WJ
72U
assignment( const T & v) : value(v) {} r`;C9#jZ
template < typename T2 > Z$ftG7;P0
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } g~B@=R
} ; +W;B8^imG
`n5c|`6
I.8|kscM
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 0'py7
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment \^#1~Kx
DGd&x^C
L//sJe
(VO Ka
class holder mlVv3mVyR<
{ 8fe"#^"s R
public : g u|;C
template < typename T > _O!D*=I
assignment < T > operator = ( const T & t) const "^XN"SUw
{ Q}=RG//0*
return assignment < T > (t); 3Aj_,&X.@(
} c%Gz{':+
} ; zr[~wM
8PEOi
gr fF\_[:
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 1)YFEU&]
J:(Shd'4D
static holder _1; %ly;2HIk
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 lwY{rWo
> T-O3/KN
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); j}VOr >xz
而不用手动写一个函数对象。 <khx%<)P
vlPE8U=
J,D{dYLDD
:jUuw:\
四. 问题分析 l?R_wu,Q
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ^&6NB)6
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 eAuJ}U[
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 (C3d<a\:
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 +.N;h-'
下面我们可以对这几个问题进行分析。 4z*_,@OA
@ [FFYVru
五. 问题1:一致性 ,Tz
,)rY
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| A0]o/IBz
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 qXhrK
/
OK)0no=OAK
struct holder :9`1bZ?a
{ IWWFl6$-
// 5o3_x ~e
template < typename T > L|Ydd!m
T & operator ()( const T & r) const sN g"JQ
{ *C:+N>
return (T & )r; }fCM_w
} K%gFD?{^q
} ; b>7ts_b
P\AH9#XL
这样的话assignment也必须相应改动: UF%5/SiVX
3LxJ}>]TO
template < typename Left, typename Right > }O>Zu[8a
class assignment 62_$O"
{ 8;'n.SC{
Left l; -24.[E/5
Right r; &q<8tTW5
public : t<k8 .9
M$
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} (s3%1OC[
template < typename T2 > BdKtpje
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } FO5SXwx
} ; wMUnZHd{|
C\; 8l}t
同时,holder的operator=也需要改动: Y{yr-E #~M
2G-?
P"4l@
template < typename T > }M7kApb>Y
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Sy'>JHx
{ w7D:0SGD
return assignment < holder, T > ( * this , t); 6,)y{/ENC
} 2)A
D'
S|J8:-
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。 bVx]r[
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 mTPj@F>
CHU'FSq!
return l(rhs) = r; **q/'K
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。 /trc&V
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: h+W^k+~(
O9_YVE/-]
template < typename Tp > )QE_+H}p
class constant_t 5oKc=iX_3
{ xY S%dLE"
const Tp t; 9y4rw]4zI
public : (=/F=,w
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} v wyDY%B"n
template < typename T > H_j<%VW
const Tp & operator ()( const T & r) const _+N^yw ,r*
{ #TgJ d
return t; [5VUcXGt*\
} @ 7?_Yw
} ; )1vojp
4Za
$"8k|^Z3
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 w!}1oy
下面就可以修改holder的operator=了 6a?y$+pr
(*RybKoaA
template < typename T > -^b^ 6=#
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const E5(Y*m!
{ gJ&!w8v.
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); , _$"6
} tTt3D]h(
6.|~~/
同时也要修改assignment的operator() LU{Z
wB)+og-^1f
template < typename T2 > is(!_Iv
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 95Qz1*TR
现在代码看起来就很一致了。 p4'"Wk8
$<cZ<g5)
六. 问题2:链式操作 %wf|nnieZ
现在让我们来看看如何处理链式操作。 pPZ/ O6
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 j0~3[dyqU
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 ;}~=W!yz
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 $5b|@
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct #%9]Lq
Uot-@|l
template < typename T > .=yus[,~
struct result_1 F[EblJ
{ Q:gn>/
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; {+2cRr.
} ; tTGK25&