一. 什么是Lambda D2&d",%&f
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 HC$%"peN1b
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, Wf3BmkZzz
GbQi3%
#9|&;C5',!
p"%D/-%Gu
class filler vEg%ivj3
{ 0QZT<Zs
public : X|{T ljn
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} )]C]K B
} ;
aO<7a
6
hc
q&`Gun
%oa@2qJ^
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: WBWW7 HK
]?=87w
"
7^nRJy
p\=T#lb
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); uG7]s]Wdz;
wx3_?8z/O
<K^a2 D
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 3Sfd|0^
k^%=\c
LhLAQ2~
% vUU
Fub
二. 战前分析 `r1}:`.m,
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 3!p`5hJd
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 s;TB(M~i[
3F|p8zPS
>M2~p&Si
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); pL{oVk#,
/* --------------------------------------------- */ Vhv'Z\
vector < int *> vp( 10 ); vGv<WEE
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ]4H)GWHKg
/* --------------------------------------------- */ _|M8xI
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); \o[][R#D
/* --------------------------------------------- */ I zTJ7E*i
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); nDraX_sm=
/* --------------------------------------------- */ jyIIE7.I"
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); BZW03e8|
/* --------------------------------------------- */ phu,&DS!
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); aU(.LC
o C|oh
s*Qyd{"z
%.=}v7&<z
看了之后,我们可以思考一些问题: !lfE7|\p
1._1, _2是什么? Vpg>K #w
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ]F+|C
2._1 = 1是在做什么? i,;JI>U
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 9 o,`peH
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 htbE
Q NW
tR>zBh_b
i24k
]F
三. 动工 W_M#Gi/AL
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: X\;:aRDS
l-%] f]>
rgIWM"
tNFw1&
template < typename T > 8B*(P>
class assignment _$AM=?P&
{ o~XK*f=(
T value; A*DN/lG
public : ];w}?LFb
assignment( const T & v) : value(v) {} 2om:S+3)2
template < typename T2 > 4ekwmw(ox
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } j2,sI4
} ; ZJ%NZAxy
^ELZ35=qZ
C,+
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 5vLXMdN
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ;'{7wr|9
Zm0VaOT $I
q~> +x?30
Y!xPmL^]?
class holder 5?$MZaT
{ _R ]s1
public : a9e0lW:=c
template < typename T > m,\+RUW'
assignment < T > operator = ( const T & t) const B$rhsK%
{ x"q]~u<rB
return assignment < T > (t); H-pf8
} K^<?LXJF
} ; eXKEx4rU
;&=jSgr8
;av!fK
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Dc0=gq0
ZXs,TaU
static holder _1; 3]vVuQK .
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 .;7V]B1o
GU>j8.
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); gamB]FPZ
而不用手动写一个函数对象。 m?Y-1!E0
~RVlc;W
EY"of[p
zp8x/,gwF
四. 问题分析 P+f}r^4}
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 #,z-Pj?O!
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 &V*MNi,4Z
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 jz"
>Kh.}
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 8zHx$g
下面我们可以对这几个问题进行分析。 v K{2
Kuh3.1#o
五. 问题1:一致性 H(;@7dh
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?| $!wU[/k
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 zlEI_th:~
-sA&1n"W&5
struct holder X8m-5(uW
{ \r:*`Z*y
// wb62($
template < typename T > C0f%~UMwd
T & operator ()( const T & r) const _fk}d[q0
{ Pi"?l[T0
return (T & )r; 8lx}0U
} w` +,
} ; +H&/C1u
[c=Wp
这样的话assignment也必须相应改动: Ydrh+
2 %fcDEG/
template < typename Left, typename Right > >/\TG8t,f
class assignment Crc6wmp
{ nZi&`HjQ
Left l; aR3jeB,=x
Right r; MuWZf2C
public : r1
:TM|5L
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} wA$?e}
template < typename T2 > ^J> m4`
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ng+sK
} ; kkZ}&OXS;
KH#z =_
同时,holder的operator=也需要改动: 5nib<B%<V
;!f~
template < typename T > _5S0A0
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const KC}G_"f.$
{ gnZ#86sO
return assignment < holder, T > ( * this , t); *
;sz/.
} 6rbR0dSgx
+i}H $.
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。 e~
OrZhJ=_
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 fLs>|Rh
(5]
[L<L
return l(rhs) = r; I N3-ZNx
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。 1p~ORQ
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 4J[zNB]
4~1b
template < typename Tp > KKk~vwW
class constant_t 9~=zD9,|iA
{ Z{vc6oj
const Tp t; u:J(0re
public : T"htWo{v>
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 5yt= ~
template < typename T > i
Ehc<
const Tp & operator ()( const T & r) const [ p,]/ ^ N
{ 'V%w{ZiiV
return t; #tg\
bb
} k(Xs&f
`
} ; ^|oI^"IQ=
afHRy:<+%
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 rr,A Vw
下面就可以修改holder的operator=了 .s4vJKK0
;/V])4=
template < typename T > 6, j60`f)
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
kVZs:
{ 3c#^@Bj(-e
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); H.iCYD_=
} -flcB|I`
f{2UL ?y
同时也要修改assignment的operator() +a,#BSt
#QsJr_=
template < typename T2 > Hc8^w6S1@
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 82 |^o
现在代码看起来就很一致了。 &b