一. 什么是Lambda CM<]ZG7
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 >H(i^z/c
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, 6(]tYcC
h Ggx
0dA7pY9
Pt@%4 :&-h
class filler @HRC\OG
{ ,ldI2]
public : [,K.*ZQi
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} CT KG9 T
} ; VOc8q-hK
<&&SX;
#6AFdNy
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: |,#t^'S!
ZA Jp%
ZunCKc
VtzI9CD
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); vKq^D(&cl
|o2sbLp
7_.11$E=H
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ,g7.rEA
a-"k/P#
"V>R9dO{"!
q}/WQ]p} <
二. 战前分析 uKz,SqX
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 i
`s|,"0o
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 H;U)b{
Mn$]I) $
3m>+-})d
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); f'<Q.Vh<
/* --------------------------------------------- */ Mmo6MZ^
vector < int *> vp( 10 ); Q\GDrdA
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); K,6b3kk
/* --------------------------------------------- */ N0K){
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); uQ=^~K :Z~
/* --------------------------------------------- */ )J_\tv
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 26dUA~|KJ
/* --------------------------------------------- */ S@}1t4Ls:
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); \S*$UE]uG
/* --------------------------------------------- */ ,bM-I2BR
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ly4s"4v
`}m Q
2+cNo9f
{^m(,K_
看了之后,我们可以思考一些问题: kM'"4[,nz
1._1, _2是什么? ~%/Wupf
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 9U {y1}
2._1 = 1是在做什么? \":?xh_H
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 E]J:~H'Er
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 R g?1-|Tj
AsPx?
;>%~9j1C
三. 动工 ui"3ak+F
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 'DCFezdf3
0x11
vr!
'=E3[0W
uk9g<<3T
template < typename T > Zes+/.sA}]
class assignment Wxkx,q?
{ Nrah;i+H\o
T value; Gy,u^lkk:
public : j7MO'RX`&
assignment( const T & v) : value(v) {} 9D 0dg(
template < typename T2 > -UZ@G~K
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ]&ixhW
} ; 7QVuc!V
Uz608u
O<jPGU
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {/LZcz[
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 9'DtaTmGW
O1D6^3w
h6%[q x<
K7e4_ZGI
class holder Y7GF$}%UL
{ tp:\j@dB
public : >tG+?Y'{
template < typename T > ?
b[n|^wS
assignment < T > operator = ( const T & t) const C{Asp
{ MlJVeod
return assignment < T > (t); (>=7ng^
} YB)3X[R+0
} ; E15vq6 DKF
~gI{\iNF/
"o&HE@t
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: BPqGJ7@
[ U8$HQ+x
static holder _1; 1z*kc)=JF8
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 b?Pj< tA
-h-oMqgu(
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ,&7Wa-vf
而不用手动写一个函数对象。 G\/"}B:(
mmEp'E
1/ZR*fa
451'>qS
四. 问题分析 ?-OPX_i_
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。 =s}Xy_+:
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。 joa5|t!D9
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 QM5 .f+/
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 85|fyX
下面我们可以对这几个问题进行分析。 J4tcQ
BHj\G7,S
五. 问题1:一致性 B|%tE{F
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?| 02JoA+
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 zTo8OPr
~u&|G$1!0
struct holder U@Tj B
{ -$<O\5cAQ
// ~|Z'l%<Os
template < typename T > s?3i)Ymr
T & operator ()( const T & r) const !umEyd@ "
{ m"-[".-l-
return (T & )r; [9mL $;M
W
} @!Hr|k|
} ; gV U1Y6.
`nJu?5
这样的话assignment也必须相应改动: Y\+KoR';
!&]z*t
template < typename Left, typename Right > oc{EuW{Ag
class assignment [U\(G
{ p"`%
Left l; u>.y:>
Right r; 0nW F
public : 99OD=pxQ
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 7Bz*r0 9S
template < typename T2 > ~VTs:h
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Y7U&Q:5'
} ;
1;| LI?
GZ}/leR
同时,holder的operator=也需要改动:
BRbV7&
ohc1 ~?3b
template < typename T > Bmo$5$
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const VjbG(nB?_
{ W W "i
return assignment < holder, T > ( * this , t); ad n|N
} \&}G]
jN/C'\QL
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。 Nm]%
}
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 (A/0@f1#
S<6k0b(,_3
return l(rhs) = r; S{p}ux[}=
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。 .dq
"k
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
N<JHjq
vz`@x45K
template < typename Tp > o*ANi;1]&B
class constant_t 6ri#Lw
{ 8
#oR/Nt
const Tp t; #Ogt(5Sd
public : |$hgT K[L
constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
ErbSl
template < typename T > ~U}Mv{y
const Tp & operator ()( const T & r) const X QbNH~
{ ;?IT)sNY
return t; EZ#gp^$
} 8&}~'4[b[$
} ; xRDiRj
&K:' #[3V
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 #iis/6"
下面就可以修改holder的operator=了 m/USC'U%
A%ywj'|z
template < typename T > *,#q'!Hq
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const I ftxSaP
{ +T_ p8W+j
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); o;J;*~g
} [{F%LRCo-
K6pw8
同时也要修改assignment的operator() t6u-G+}
4/wwn6I}G
template < typename T2 >
Iao[Pyk
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } WPY8C3XO
现在代码看起来就很一致了。 )teFS%
%my
六. 问题2:链式操作 T!(
4QRh[
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ER|!KtCSM
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 aqQ o,5U>
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 d$1#<