一. 什么是Lambda Px M!U!t
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 e75UMWaeC
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, WxbsD S;
6|J'>)
a;$P:C{gj?
&V7>1kD3
class filler *QM~O'WhD
{ 69kJC/1+l
public : w:o-klKXY
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} v&g0ta@
} ; Ni*Wz*o
.BO<
RA a[t :|
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: %;z((3F
IGFGa@C
+TeFt5[)h
Fk^3a'/4KJ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); lEPAP|~uw
{OT:3SS7
j1Yq5`ia
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 vMSW$Bx ;
K:yr-#(P/
pz_e =xr
LT+3q%W.UC
二. 战前分析 dMl+ko
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。 YEYY}/YX
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 Qq0l*)mX
oJ*1>7[ J
0MIUI<;j
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); |'HLz=5\
/* --------------------------------------------- */ 7Tf]:4Y"
vector < int *> vp( 10 ); q}L+/+b
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); m:`@?n~..
/* --------------------------------------------- */ Gie@JX
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); <64HveJ
/* --------------------------------------------- */ tPuut\ee
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); % U`xu.
/* --------------------------------------------- */ ~3WL)%
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Q
|i9aE
/* --------------------------------------------- */ [A~G-
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); i cUT<@0
:ipoD%@
m4ApHM2
-E&e1u,Mi
看了之后,我们可以思考一些问题: ul5|.C
1._1, _2是什么? !)Ni dG
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。 5b#QYu
2._1 = 1是在做什么? us)*2`?6t
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。 H5wb_yBQ+
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。 J/D|4fC
%4>x!{jwV
~hN~>0O
三. 动工 c"gsB!xh
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: nl/UdgI
"c`xH@D
xc'vS>&
V*jsq[q=
template < typename T > h.tY 'F
class assignment va{#RnU
{ o96:4j4
T value; pe04#zQK
public : S;@ay/*~
assignment( const T & v) : value(v) {} EU`T6M
template < typename T2 > 0=U70nKr
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } S0@T0y#
} ; Lue|Plm[y
4\ $3
SHdL/1~t
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ;\b@)E}
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment L&w.j0fq
=_=*OEgO]
yFIIX=NC
/Ic[N&
class holder EO"C8z'al
{ p6 xPheD
public : ?F$6;N6x
template < typename T > BD;H
assignment < T > operator = ( const T & t) const zQuM !.
{ 2:v <qX
return assignment < T > (t); 4L:>4X[T
} z%"Ai)W/{
} ; \SYvD y]
LPE)
"G?9b
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: oh}^?p
,jh~;, w2
static holder _1; *v #/Y9}
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 \aSz2lxEHn
ZCiY,;c
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); o42`z>~
而不用手动写一个函数对象。 Pern*x9$
{sc[RRN~C
WfVMdwz=
C|e+0aW
四. 问题分析 `1'5j "v
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。 ^Vo"fI`=C
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。 >BiRk%x
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 E/O5e(h
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 E 5kF^P
下面我们可以对这几个问题进行分析。 P W[6/7
%!W%#U0
五. 问题1:一致性 X8 qIia
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_ ^C#>
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 R^{xwI
!Cb=B
struct holder }: #dV
B+
{ 0\ f-z6
// o~~ 9!\
template < typename T > \graMu}-
T & operator ()( const T & r) const 5H.Db
{ t .=Oj
return (T & )r; 5+L8\V9;
} b(T@~P/
} ; X4I]9t\
xXOw:A'
这样的话assignment也必须相应改动: 76MsrOv55
1_3?R}$Wl
template < typename Left, typename Right > .uDM_ 34
class assignment /yK"t<p
{ @36S}5Oa
Left l; zh?4K*>.k
Right r; FzhT$7Gw
public : iG-N
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} BED@?:U# h
template < typename T2 > gM, &Spn
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } QMb^&?;s
} ; 5bfb!7-[i
oyQ0V94j
同时,holder的operator=也需要改动: /.ZaE+
U"x~Jb3]O
template < typename T > -3k;u
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 6Q$BUL}2?
{ H-a^BZ&iU
return assignment < holder, T > ( * this , t); b;{h?xc6
} RZ6~c{
@XBH.A^7r
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。 ay[ZsQC
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 cHEz{'1m
>Z"9rF2SW
return l(rhs) = r; B/_6Ieb+
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。 k`@w(HhS
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: pzSqbgfrQ
+ (=I8s/
template < typename Tp > 1*c>I@I;
class constant_t |Mlh;
{ )k~1,
const Tp t; <ge}9pU)o^
public : '>]&r