一. 什么是Lambda . oF
&Ff/[
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 )al]*[lY
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, VZp5)-!\
Maha$n*
d\&U*=
/kZebNf6H
class filler }Sm(]y
{ SB;&GHq"n
public : .9/hHCp
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ;V:i!u u
} ; |{z:IQLv
-P(efYk
jnkR}wAA
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: L4@K~8j7
B?eCe}*f;B
0JWDtmK=C
!j8FIY'[
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); wjU9ZGM
GL>O4S<`
afCW(zHp
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 70yFaW
S*,17+6dV
E+j/Cu
!4ocZmj\
二. 战前分析 KaLzg5is
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。 Z\(q@3 C
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 -vAC"8)S
AmUr.ofu
rX U
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); [$ubNk;!z
/* --------------------------------------------- */ lB8-Z ow
vector < int *> vp( 10 ); :tc@2/>!O
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); I {SjlN}d
/* --------------------------------------------- */ Eh)fnqs_d}
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); o@_q]/Mh
/* --------------------------------------------- */ \,'m</o~,
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); :p1u(hflS
/* --------------------------------------------- */ 7zl5yKN
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); PF0_8,@U
/* --------------------------------------------- */ ^Y?k0z
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); #z'
M:=J^0
:;v~%e{k
[@_Jj3`4
看了之后,我们可以思考一些问题: Ucb F|vkI
1._1, _2是什么? .y'>[
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 3xy<tqfr
2._1 = 1是在做什么? V%t.l
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 DcS+_>a\{l
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 {Ea
b
j
xf'V{9*
bS{bkE>
三. 动工 "6("9"
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: `{gHA+B
nd`1m[7MNu
FBG4pb9=~
B5`EoZ
template < typename T > `C,n0'PL.
class assignment x[|}.Ew
{
>^O7
T value; \Zb;'eDv
public : ImA @}:
assignment( const T & v) : value(v) {} pj8=wc h
template < typename T2 > iR HQ:Y!
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 9v#CE!
} ; \wmN
0RzEY!9g+
JT~4mT
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 I !-
U'{
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment C;v.S5x
{% 6}'
9FF0%*tGo
2V]UJ<
class holder #j;^\rSv-
{ &Hrj3E
public : >e
lJkq|
template < typename T > )J=! L\
assignment < T > operator = ( const T & t) const D2#ZpFp"h
{ V( }:=eK
return assignment < T > (t); oE6tauQn
} z xEL+ P
} ; 7o\@>rNWP
y4yhF8E>;U
^"E^zHM(
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: UB@Rs|)
ip\sXVR
static holder _1; z>xmRs
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 rDtY[
K&u_R
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); cUk7i`M;6
而不用手动写一个函数对象。 `Uq#W+r,
vN}#Kc\
b\f
O8{k
#x@$lc=k3
四. 问题分析 eNh39er
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。 ^+ml5m
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。 t6rRU~;}
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 KA5v +~
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 m5n#v
下面我们可以对这几个问题进行分析。 qyb?49I
H;mSkRD3N
五. 问题1:一致性 VD AaYDi
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?| "37lx;CH
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 _=r6=.
/*~EO{o
struct holder qfF~D0}
{ D'>_I.
// |*Yr<zt
template < typename T > f^3*)Ni
T & operator ()( const T & r) const Xc++b|k
{ #&+{mCjs
return (T & )r; T}Tp$.gB
} yNBQGSH
} ; i%iL[id:w
]Ee?6]bN
这样的话assignment也必须相应改动:
y`iBFC;_
q~Hn-5H4Q
template < typename Left, typename Right > gE'sOT9v
class assignment 8qoMo7-f
{ ,O5NLg-
Left l; E*&vy
Right r; Ha#=(9.
public : d2FswF$C
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} -12UN(&&Z
template < typename T2 > ,i NXK
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } @)F )S7
} ; eSn+ B;
1y&\5kB
同时,holder的operator=也需要改动: @3i\%R)n;
J6"9v;V
template < typename T > -]Bq|qTH[(
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const > tS'Q`R
{ d7^}tM
return assignment < holder, T > ( * this , t); b#c:u2
} &N9
a<w8+
Yu/ID!`Z
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。 krxo"WgD
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 OG~gFZr)6
n)/z0n!\
return l(rhs) = r; ZmqKQO
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。 \<h0Q,e
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: W-f=]eWg
Z3e| UAif
template < typename Tp > uh_RGM&
class constant_t *tFHM &a
{ "s-"<&>a(
const Tp t; a~`eQ_ND
public : k8yEdi`
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Eh`7X=Z7E
template < typename T > Ufj`euY
const Tp & operator ()( const T & r) const m,28u3@r
{ ;]puq
return t; _RYxD"my
} *-WpZGh
} ; qx(xvU9
h
f)?1z4
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 mM~qBrwL
下面就可以修改holder的operator=了 @n/\L<