一. 什么是Lambda NzmVQ-4
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 k\T,CZ<
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, 'sCj\N
N`tBDl"ld
D@V1}/$UoN
cSYW)c|t
class filler |fMjg'%{}
{ _`>F>aP
public : &C eG4_Mi
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 9]AiaV9
} ; !c`KzqP
7Vf2Qx1_
c?qg
i"kS
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: W?;kMGW-
lP>}9^7I!
|kwBb>V
6&pI{
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); m_Owe/BC#m
'iM;e K
W+[XNIg5
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 O2|[g8(_F
C WJGr:}&
gC81ICM
Q:I2\E
二. 战前分析 Ys@M1o
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 adG=L9
"n
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 vEJ2d&
N;cEf7+f
MHN?ZHC)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 'JR2@W`]]
/* --------------------------------------------- */ k}-@N;zq
vector < int *> vp( 10 ); 8+no>%L
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 49%qBO$R
/* --------------------------------------------- */ DPuz'e*
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 6iwIEb
/* --------------------------------------------- */ R u^v!l`!7
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); =`f6@4H
/* --------------------------------------------- */ -!uut7Z|
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); k!e \O> +
/* --------------------------------------------- */ I^iJ^Z]vx
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); OhmKjY/}
"mbcZ5_
i>!7/o
Z:3N*YkL
看了之后,我们可以思考一些问题: B4^+&B#
1._1, _2是什么? J /3qJst
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。 2}Dd{kC-
2._1 = 1是在做什么? #s JE{Tb
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。 3$Ew55
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 (are2!Oq
Qq;` 9-&j
=5NrkCk#V
三. 动工 %c%0pGn8-
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: BZy&;P
Jz D
Mx?
gakmg#ki
70,V>=aJ
template < typename T > J+f
.r|?
class assignment tx}}Kd
{ uP<w rlW
T value; -<kl d+
public : VuqN)CE^Uq
assignment( const T & v) : value(v) {} WPVur{?<
template < typename T2 > dR"H,$UH
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 70NQ9*AAy
} ; y+f@8]
[Nb0&:$ay
y6.}h9~
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 %2Q:+6)
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ~ZeF5
,bT|:T@ny
nU]n]gd
DDkH`R
class holder V4cCu~(3;~
{ C"bG?Mb
public : X|+ o4R?
template < typename T > ?>b>LDpx?
assignment < T > operator = ( const T & t) const ySP1,xq
{ P3|_RHIb
return assignment < T > (t); "]M:+mH{]
} c$?(zt;
} ; yl|?+
E$5)]<p! <
>ZMB}pt`
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 2E~WcB
~hi \*W6jg
static holder _1; 40TS=evG
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 +_Nr a
""cnZZ5)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); lej-,HX
而不用手动写一个函数对象。 2NS(;tBB0
9kmEg$WM
0* Ox>O>
*_G(*yAe(
四. 问题分析 $OI 6^
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 [J0f:&7\
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 6&8 ([J
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 l*^J}oY
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 D$C >ZF
下面我们可以对这几个问题进行分析。 )!+M\fT
z~[:@mGl
五. 问题1:一致性 y V=Ku
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?| BJGL &N
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 o+UCu`7e
x*}41;j}C
struct holder ?f@g1jJP
{ V<X[>C'
// ${(v
Er#}k
template < typename T > p;;4b@
T & operator ()( const T & r) const >*DR>U
{ HgH\2QL3&
return (T & )r; )xJCH9h
} ^L}ICm_#
} ; bf1Tky=/
_5<d'fBd
这样的话assignment也必须相应改动: =Uy;8et
O~3<P3W
template < typename Left, typename Right > f3,qDbQyJ
class assignment X`/3X}<$7
{ ;#'YO1`gf3
Left l; =;9
%Q{
Right r; jA<(#lm;
public : n7Em
t$Hi>
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} m Acny$u
template < typename T2 > 'gBns
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ?=
G+L0t
} ; tX'`4!{@+
Vq8 G( <77
同时,holder的operator=也需要改动: #&v86
VO"/cG;]*
template < typename T > ^?+qNbK
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const &xhwx>C`K
{ SB1j$6]OR7
return assignment < holder, T > ( * this , t); j-~x==c-;
} G909R>
pm2-F]
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。 #%Hk-a=>)#
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 'SW%EVB
{oXU)9vj
return l(rhs) = r; s<z`<^hRe
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。 + 6noQYe
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Cs:?9G
`!Z0;qk
template < typename Tp > LDDgg
u
class constant_t DB~3(r?K
{ M&Q