一. 什么是Lambda wMx#dP4W8
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 I `I+7~t
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, rL9u7)x
s.{nxk.
2$@N4
H6Dw5vG"l
class filler ]N#%exBVo
{ 4xl}kmvv
public : jjTb:Z=.'
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} q"OJF'>w5
} ; }iBFo\vU
#CcC& I
:c
w1q`
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: e^ ZxU/e
%]iE(!>3oy
,JVWn>s
AzlZe\V?)~
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); um}%<Cy[
Z<A BK`rEO
R>#BJ^>=
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 BJ$\Mb##3@
y$h.k"x`
ji] H|
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二. 战前分析 G Ch]5\
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。 -&UP[Mq
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 []#>r
k~
=TcT` ](o
y<0RgG1qp
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); NJqjW
/* --------------------------------------------- */ !\(j[d#
vector < int *> vp( 10 ); %7vjYvo>
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Jp#Onl+d6
/* --------------------------------------------- */ @5tW*:s
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ZPO+ #,
/* --------------------------------------------- */ $eQf 5)5
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ynQ+yW74Z
/* --------------------------------------------- */ 83[gV@LW0m
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); :@=;WB*0
/* --------------------------------------------- */ ijuIf9!
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); >anq1Kf
u.~`/O
O
S%
{!]7=K)W9
看了之后,我们可以思考一些问题: O_bgrXg6x
1._1, _2是什么? |tVWmm^m
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 c1>:|D7w
2._1 = 1是在做什么? eCfy'US;@3
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 iI
4XM>`a
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ^h^\kW'#
FQp@/H^
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三. 动工 ~bsL
W:.'
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: CA8N
S`?L\R.:
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"%[a Wb
template < typename T > N{<9Njmm
class assignment I4RUXi 5
{
|vVcO
T value; M tD{/.D>
public : Ak=|wY{
assignment( const T & v) : value(v) {} Q}(D^rGP3
template < typename T2 > ;"T,3JQPn6
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 7!kbe2/]'
} ; t,4'\nv*
Of?3|I3 l
}(-2a*Z;Y
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 |(Q !$
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment .CY;-
Hi5}s
Aav|N3
-q6d&D'B+
class holder QgB%\mO=
{ @Y| %
public : RX6s[uQ
template < typename T > x+;"(]#
assignment < T > operator = ( const T & t) const Y[p
{ ~IIlCmMl,
return assignment < T > (t); r{1xjAT
} Sb,lY<=
} ; bxFDB^
PZB_6!}2[F
"(cMCBVYdA
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: E3`&W8
`k.Nphx~%
static holder _1; Vh o3I[C
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 3`3`iN!8\@
ckCb)r_
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); oe,37xa4
而不用手动写一个函数对象。 2Ysl|xRo
ZBcT@hxm
@b2JR^
-ZKo/N>6}
四. 问题分析 j$Unw
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。 9d8bh4[
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。 T>e4Og"?
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 \
W.uV[\
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 DuzJQSv
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Y%"73.x
}+3v5Nz;
五. 问题1:一致性 p^/6Rb"e
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?| #lo1GoL\
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 \pJBBG
3<vw#]yL
struct holder n |Is&fy
{ )cUFb:D*"
// >ngP\&\
template < typename T > {S2?
}
T & operator ()( const T & r) const KB6'sj
{ u?-X07_
return (T & )r; G
zw
$M
} T#:n7$M|?A
} ; 2S#|[wq(
$u-yw1FT
这样的话assignment也必须相应改动: F `cuV
gI5" \"T{
template < typename Left, typename Right > W:V:Ej7 h
class assignment aW.[3M;?v
{ O77bm,E
Left l; <~ 9a3c?
Right r; Qe,aIh
public : 6'YsSde".
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} NKJ+DD:'
template < typename T2 > a
]~Yi.H
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } p;k7\7
} ; Kp.d#W_TX
y?4%eD
同时,holder的operator=也需要改动: 0ghW};[6
$Lx2!Zy
template < typename T > Bk)*Z/1<x
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const [<H'JsJl
{ |^!
return assignment < holder, T > ( * this , t); GR ^d/
} \cKY{(E
R-\a3q
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。 FvTc{"w /
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
W!.vP~ >
x.ZW%P1
return l(rhs) = r; $lYy `OuC
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 qo^PS
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: b!hs|emo;
`of`u B
template < typename Tp > ;5TQH_g
class constant_t m(6SiV=D9
{ ?9I=XTR
const Tp t; c"H59 jE
public : 8a}et8df:
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} )CAEqP
template < typename T > THcK,`lX@
const Tp & operator ()( const T & r) const |'?./
{ F\lnG
return t; `<3xi9
} <[W41{
} ; -<MA\iSP
QgZ`~
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ljJi|+^$
下面就可以修改holder的operator=了 qY^@^)b[
a"6AZT"8
template < typename T > riuG,$EX
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const Utv#E.VI
{ XoZPz
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); GiH<