一. 什么是Lambda 5m&Zq_Qe
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 {z/Y~rf
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, 'rQ>Z A_8
')>&:~
%2D9]L2Up
ULkhTB
class filler $,~D-~-
{ qA6;Q$
public : :vk TV~
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} K=82fF(-
} ; +1%7*2q,
Cl5l+I\1
&I$MV5)u
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: ("B[P/
3ud_d>
Wc+)EX~KS
h+7THMI
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); kKqb:
zn'F9rWx>
F"<TV&xf
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 69$[yt>KYz
usR:-1{
k*3F7']8
~SRK}5E
二. 战前分析 $Dm2>:Dmt
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。 j!:^+F/
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 &6`h%;a/&
lef,-{X-
R6A{u(
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); =k\V~8XZ
/* --------------------------------------------- */ * Jy'3o
vector < int *> vp( 10 ); ZYy?JDAO
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); j%m9y_rg}
/* --------------------------------------------- */ `'Af`u\R
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); )E.!jL:g
/* --------------------------------------------- */ 0//?,'.
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); K*_5M
/* --------------------------------------------- */ $&Ntdn
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); fvDt_g9 oI
/* --------------------------------------------- */ F5|6* K
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); \qAg]-
5HZ t5="+
.MzVc42<
hv.$p5UY*
看了之后,我们可以思考一些问题: #~(VOcRI
1._1, _2是什么? ? %9-5"U[
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。 69{BJ]q
2._1 = 1是在做什么? x"9e eB,
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。 `EUufTYi
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。 &]'{N69@d?
oWu2}#~z_
W/3,vf1
三. 动工 7)`U%}R
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: +M"Fv9
2+7rLf`l
gxIGL-1M
:4f>S)m
template < typename T > O"$uw
class assignment y\Z$8'E5W
{ Sd!!1as
T value; #JFTD[1
public : PtUea
assignment( const T & v) : value(v) {} `*J;4Ju@
template < typename T2 > McRAy%{z
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 8T7E.guYr
} ; wE.CZ%f
?+]prbt)
.>Gnb2
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 LX
[ _6
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment \{HbL,s
gkJL=,
QxSJLi7t
>VQP,J{
class holder Kyz!YB
{ #E?T E
public : `u zR!^X
template < typename T > !\
IgTt,
assignment < T > operator = ( const T & t) const OD*\<Sc
{ csceu+IA
return assignment < T > (t); lTe7n'y^^
} KxZO.>,
} ; `K ,{Y_
L9| 55z
Ho}"8YEXNV
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Rr'#OxF
Ry@QJn I<
static holder _1; UE-<
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 kK27hfsw
E<j}"W$a
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); p(jY2&g
而不用手动写一个函数对象。 /k$h2,O"*
0]3 ,0s $}
hV(>}hb
WF)(Q~op0U
四. 问题分析 G E=J Y
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 I~'%
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 l EcZ/
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 3@qy}Nm
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 S'Hb5C2u
下面我们可以对这几个问题进行分析。 #H'j;=]:
_2eRH@T
五. 问题1:一致性 O_zW/#
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| LW={| 3}
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 P=.yXirm?
mv5=>Xc6
struct holder +VJS/
{ ! :[`>=!
// #Tz$ona
template < typename T > 'jw?XtG
T & operator ()( const T & r) const w\"~*(M
{ #GDnV/0)
return (T & )r; m#}41<
} 9O8na
'w
} ; MI:
rH
-/x=`S*
这样的话assignment也必须相应改动: .!fhy[%o:D
:y/1Jf'2f
template < typename Left, typename Right > 03ol6y )C
class assignment WpPm|h
{ 4LEWOWF}
Left l; r8.`W\SKX
Right r;
Z~g6C0
public : p<eu0B_V
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} `!`g&:Y
template < typename T2 > I~^t\iujs
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 3 291"0
} ; F9ys.Bc
6:fHPlqW
同时,holder的operator=也需要改动: 7Ei,L[{\i#
ans(^Up$
template < typename T > 04K[U9W3
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const _d|CO
{ iS p +~
return assignment < holder, T > ( * this , t); R[C+?qux
} S:bYeD4
q7}r D$
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。 Y X`BX$
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 `fnU p-
{\1:2UKkr
return l(rhs) = r; X#ZQpo'h
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。 b< dwf[
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ', WnT:
eD|p1+76
template < typename Tp > YiO3.+H
class constant_t i/vo
{ 3WVH8S b
const Tp t; Fy;
sVB
public : fH@P&SX