一. 什么是Lambda vP,$S^7$
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 V|pO";%>,
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, 8B6-f:
Q 2B
ex|h&Vma2V
#m3!U(Og`
class filler _hEr,IX=J
{ ]x6rP
public : =@MJEo` D
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} iT</
} ; RIFTF
R
LPkl16yZ
U Fyk%#L
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: "fu@2y4^
*4c5b'u
I~,b ZA
_BG7JvI
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ~zQxfl/
Y$W)JWMY`
M} Mgz
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Zl?9ibm;@
,
jCE
hb
3lN@1jlh
</_.+c [
二. 战前分析 0Q[;{}W}
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 }`]Et99Q5
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 lDZ~
Cw~fP[5XMF
FPu$N d&\
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Tj!rAMQk
/* --------------------------------------------- */ A&X
XL~yH
vector < int *> vp( 10 ); fPG3$<Zr
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); h79~d%-
/* --------------------------------------------- */ h/*@ML+bB8
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 2g;Id.i>
/* --------------------------------------------- */ i>(TPj|
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); G}@a]EGm
/* --------------------------------------------- */ )g`~,3G
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); t<e3EW@>>
/* --------------------------------------------- */ 6ck%M#v
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 6u{%jSA>D\
dyB@qh~H
i$CF*%+t
br*PB]dU
看了之后,我们可以思考一些问题: &5hs
W1`
1._1, _2是什么? Uv!VzkPfo
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。 ]2MX7
2._1 = 1是在做什么? Y.%Vvg4z3
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。
CaV)F3
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。 uS!V_]
T5wVJgN>
Nr`v|_U
三. 动工 @IOl0db
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: i\=I` Yn+
Op hD_^
-:Bgp*S
9rT"_d#
template < typename T > A|yU'k
class assignment otQ
G6
{ 9G4os!x)
T value; vILgM\or
public :
=)J<R;
assignment( const T & v) : value(v) {} `tl -] ^Y2
template < typename T2 > fP
llN8n
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } qf{HGn_9~1
} ; <Ik5S1<h$H
#It!D5A
w4l]rH
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 4|DN^F~iut
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment @?&
i
(t,mtdD#1
f,ql8q(|J
j_S3<wEJ
class holder *E-MJCv
{ i#PR
Tbc
public : mB%m<Zo\U
template < typename T > 2m9qg-W
assignment < T > operator = ( const T & t) const VOT9cP^6
{ /buj(/q^#
return assignment < T > (t); $_gv(&ZT
} t<%+))b
} ; M%s!qC+
{*nE8+..A
W!1
B~NH#
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
!$<Kp6
S`vw<u4t
static holder _1; SKGnx
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Hio+k^
hPUZ{#;n
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ""h%RhcZ\
而不用手动写一个函数对象。 Pd~z%VoO
1+Vei<H$
*=77|Dba
.:tR*Kst`7
四. 问题分析 1U
='"
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。 SRrp=>w?
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。 <ILi38%Y
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 |V^f}5gd
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 {_ZbPPh;M"
下面我们可以对这几个问题进行分析。 sR| /s3;
}{v0}-~@
五. 问题1:一致性 X"%eRW&qu/
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?| T;i+az{N:V
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 rK4
pYo
TBgiA}|\D
struct holder mOFp!(
{ ~L.5;8a3Pe
// @"m+9ZY
template < typename T > Zm#,Ike?#
T & operator ()( const T & r) const rEs!gGNN
{ LtNspFoLb
return (T & )r; ,u14R]
} 9W j9=
} ; ~-~iCIaTb
jjg&C9w T
这样的话assignment也必须相应改动: .iST!nh
N]G`]
template < typename Left, typename Right > B*fBb.Z
class assignment vQ[ TcV
{ M$3/jl*#}
Left l; _;-b ZH
Right r; 7s;*vd>
public : axv-UdE;
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} tz2$j@!=
template < typename T2 > zZS,<Z
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ;\iu*1>Z,&
} ; D~,iI7ac
:oJ!9\5
同时,holder的operator=也需要改动: hxGo~<. :
RR>G}u9np
template < typename T > RG-,<G`
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const qx}*L'xB
{ UDb
return assignment < holder, T > ( * this , t); ] .c$(.
} Fh.ZsPn,m
Vje LPbk)
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 d^`n/"Ice
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 /-g%IeF
#}8gHI-9%
return l(rhs) = r; >n>gX/S<C
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 #F+b^WTR
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: OPDRV\
z!^3%kJJ>
template < typename Tp > 9bD ER
class constant_t ;*e$k7}F
{ wQX%*GbL2
const Tp t; d C6t+
public : 7[(<t+
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} {-s7_\|p(
template < typename T > 9Oc(Gl5az
const Tp & operator ()( const T & r) const 0j[%L!hny
{ &P>a
return t; !:|D[1m
} L%4Do*V&
} ; PL*kjrLu7
(M,*R
v
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 m[&