一. 什么是Lambda eMDraJv@
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 {KalVZX2R
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, b$'}IWNV
J;7O`5J
mGqT_
q/yL={H?
class filler |0/~7l
{ ~!W{C_*N
public : Sj<WiQ%<
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} xA2"i2k9
} ; ,_2ZKO/k$
:*/`"M)'
Ta3qEV s
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: S-k:+ 4
2Fsv_t&*>
4q\bnt
l>O~^41[
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); r+%}XS%;h
*R6Ed
K0O&-v0"1
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 lZ9rB^!
P>3
;M'KsO
&*N;yW""f
K=82fF(-
二. 战前分析 Q)s[ls
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。 ^p433
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 Q4,!N(>D
!nkjp[p
3@/\j^U
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); h+7THMI
/* --------------------------------------------- */ gK8{ =A0c
vector < int *> vp( 10 ); zn'F9rWx>
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); F"<TV&xf
/* --------------------------------------------- */ 69$[yt>KYz
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); hln.EAW'Yc
/* --------------------------------------------- */ i#Y[I"'
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); mew,S)dq!
/* --------------------------------------------- */ 9c@."O`
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); +bw>9VmG
/* --------------------------------------------- */ LJAqk2k
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); D-tm'APq
r#%z1u
Xo:!U=m/#
0qj:v"~Q
看了之后,我们可以思考一些问题: [Q2"OG@Q
1._1, _2是什么?
bK|I
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 r{T}pc>^
2._1 = 1是在做什么? k_hV.CV
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 M_wj>NXZ
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 #DI%l`B
U- UD27
z_^Vgb]
三. 动工 l$~3_3+
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: eiV[y^?
"[rChso
Hq*\,`b&
U2u\Q1
template < typename T > ^"e|)4_5\
class assignment Is $I;`
{ dC7YVs_,#
T value; $-}a<UFE;
public : .m]"lH*
assignment( const T & v) : value(v) {} |KHaL?
template < typename T2 > `H.~#$
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } WDC+Jmlgp
} ; 4iD-jM_D
N:]71+
6{ql.2
Fa
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ]c.1&OB7o
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 75+#)hNa!P
KTm^0:V[Oy
J.r^"K\
-r6cK,WVU
class holder wMB. p2
{ ?9Eshw2
public : 9BJP|L%q
template < typename T > PE~umY]
assignment < T > operator = ( const T & t) const _qq> 43
{ ?~vVSY
return assignment < T > (t); 0GtL6M@pP
} 78}QaE
} ; ZPieL&uV`
=o@CCUKpj
'edd6yTd
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: L"|~,SVF
jIMT&5k
static holder _1; 6 K+DgNK
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 s\k4<d5
H6Mqy}4W
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); E,S[3 +
而不用手动写一个函数对象。 Li jisE
QgZwU$`p0
o"te7nBI
TzC'xWO
四. 问题分析 Ua>lf8w<
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。 &Hb;; Ic(
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。 Nq`@ >Ml
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 eD4qh4|u.
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 (h}5*u%h
下面我们可以对这几个问题进行分析。 G234UjN%
M7O5uW`
五. 问题1:一致性 IMKyFp]h-
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?| xpJ6M<O{8
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ZPktZ
JumZ>\'p(
struct holder </UUvMf"
{ f4JmY1)@
// ~6HpI0i
template < typename T > :2'y=t #
T & operator ()( const T & r) const .^aakM
{ ?s=O6D&
return (T & )r; 1G0U}-6RH
} MX@t[{ Gg9
} ;
:!SVpCt3
Wchu-]
这样的话assignment也必须相应改动: toq/G,N Q
@H{QHi
template < typename Left, typename Right > NUlp4i~Q
class assignment D5o[z:V7"
{ S>-x<'Os
Left l; Z*+0gJ<Y
Right r; i`m&X6)\j
public : ?ztI8I/
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} BB x359
template < typename T2 > XX85]49`%
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } BGtr= &Hq
} ; B6N/nCvHK
-C]k YQ
同时,holder的operator=也需要改动: #41xzN
^#|Sl D]
template < typename T > $pKlF0 .
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const KASuSg+
{ +-DF3(
return assignment < holder, T > ( * this , t); OcA_m.
} |WiE`&?xP
hA6
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 z%)~s/2Rs
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 1JRM@ !x
rq>}]
U
return l(rhs) = r; )\S3Q
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 o!]muO*Rm
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: QKW\z aG
5r&bk`
template < typename Tp > ?QDHEC62
class constant_t y*F !k{P
{ wbIgZ]o!/;
const Tp t; L}~"R/iWCT
public : B0h|Y.S8%1
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} %DK0s(*w0
template < typename T > %^bHQB%
const Tp & operator ()( const T & r) const jW,b"[
{ 9HsiAi*
return t; YFJw<5&
} oZD+AF$R
} ; hTEwp.
pZ_zyI#wx_
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 >>cb0fH5
下面就可以修改holder的operator=了 ; _ziRy
Tv d}5~
5?
template < typename T > x0KW\<k
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const <