一. 什么是Lambda V,*0<7h
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 '-1jWw:8
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,
Dg2#Gv0B
[3;Y:&D
C&#KdvN/r
]oZ,{Q5~
class filler CSg5i&A=
{ m{=~|I
public : onypwfIk)t
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} "8Wc\YDh
} ; RSVN(-wIi)
!j\&BAxTEk
{bsr
9.k(
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: eRWF7`HH+
W*WH .1&
->#@rF:S
J*4_|j;Z-E
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); \crb&EgID
0:(dl@I)@
a(t<eN>b!
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 sOtNd({
BtBt>r(*
]KV8u1H>
]Pl6:FB8%@
二. 战前分析 Fl|&eO,e
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。 ?+JxQlVDt-
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 EO!cv,[a
9g,L1 W*
~}9H<K3V
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); KV&_^xSoh|
/* --------------------------------------------- */ v lnUN
vector < int *> vp( 10 ); LYo7?rp
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); F v^80M=z
/* --------------------------------------------- */ Sy7^;/(ZZ
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); |Bt x&'m
/* --------------------------------------------- */ Q~8&pP8I!
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); U~`^Y8UF
/* --------------------------------------------- */ w5JC 2
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); (DaP~*c3cC
/* --------------------------------------------- */ tNNg[;0
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); eOnl
sx/
^
cd5Zl
ykl=KR
n'(n4qH2#s
看了之后,我们可以思考一些问题: )ZT0zIG
1._1, _2是什么? @T=HcUP)
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。 rQ-z2Pw
2._1 = 1是在做什么? *[/Xhx"
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。 ?ut juMdl
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。 .&!{8jBX
38S&7>0@|q
6L% R@r
三. 动工 S{|)9EKw
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: -`1L[-<d=/
BGYm]b\j[
K`83C`w.
xB]v
template < typename T > +P;D}1B#I?
class assignment Vt2=rD4oJk
{ AS-t][m#
T value; XA^:n+Yo
public : ,]N%(>ot
assignment( const T & v) : value(v) {} >knR>96
template < typename T2 > rnr8t]
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } Tk=3"y+u[
} ; FQ ^^6Rl
i(;u6Rk
|>V>6%>vK6
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 'r <BaL
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment dWWkO03|
!oRm.cO
D`ge3f8Wi
=ZL}Av}
class holder .
zMM86 c
{ 7I3CPc$
public : ?{Z0g+B1
template < typename T > I%WK*AORM
assignment < T > operator = ( const T & t) const l\y*wr`
{ H ?:#Ui(p
return assignment < T > (t); 8WQ%rN={8
} SJr:
} ; u1Yp5jp^K
IYC#H}
PP`n>v=n
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: j %0_!*#3
h\ek2K
static holder _1; 7anpz%
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 31 ;T$5 v1
1! [bu
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); c324@o^V
而不用手动写一个函数对象。 [|Pe'?zkf
W,J,h6{F
b:&$x (|
V1U[p3J-S
四. 问题分析 p&27|1pZm
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。 ?b$zuJ]
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 BC[d={_-
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 pU'sADC
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ~n
9DG>a
下面我们可以对这几个问题进行分析。 T+"y8#:
EqluxD=
五. 问题1:一致性 1/BMs0 =
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| nU *fne?
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 `3n*4Lz
]997`,1b
struct holder K9Fnb6J$u
{ LK5H~FK
// ea+rjv m
template < typename T > QYGxr+D
T & operator ()( const T & r) const c'qM$KN9G
{ mf'1.{
return (T & )r; Jjq%cA
} j( :A
} ; zPc;[uHT
dEL"(e#0s4
这样的话assignment也必须相应改动: $8}'6,
MF(~!SOIG
template < typename Left, typename Right > /)|y+<E]}
class assignment ,]"u!,yHb
{ 8;NO>L/J]i
Left l; P9^h>sV
Right r; 0G 1o3[F
public : ~` hcgCi%
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3NWAyCq-
template < typename T2 > 21 j+c{O
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ;~;St>?\R\
} ; wQ^a2$Z
.).<L`q
同时,holder的operator=也需要改动: xU"qB24]=
DV"ri
template < typename T > 2ow\d b
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const k~dr;j
{ s30_lddD
return assignment < holder, T > ( * this , t); Q.AM
} !m2k0|9
0wcWDE
9
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。 Q[KR,k
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Shd,{Z)-Tg
l$KcS&{w9
return l(rhs) = r; +rY0/T_0,
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。 6vA5;a@
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: M8 }M*\2
<k5~z(
template < typename Tp > RJ44o>L4O
class constant_t i6kyfOI
{ RGLqn{<