一. 什么是Lambda bI)ItC_wf!
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Y6T1_XG
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, I#0WN
W+3ZuAP\n
,Vz
1l_7
MHN?ZHC)
class filler usb.cE3z
{ 'JR2@W`]]
public : /5^"n4/M
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} k}-@N;zq
} ; p@H]F<
c+PT"/3
+@]b}W
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:tT Zh
k r0PL)$
#hEN4c[Ex
+.N3kH
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 0MK|spc
!xs.[&u8
rixP[`!]x
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 h+e Oe}
dmHpF\P5f
|oq27*ix~m
ng]jpdeA
二. 战前分析 Z:VqBqK
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。 {@1C,8n;
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
"*>J{
d52l)8
UGuEZ-r
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); V[f-Nj Kf
/* --------------------------------------------- */ +u%^YBr
vector < int *> vp( 10 ); 7^|oO~x6
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); <3dmY=
/* --------------------------------------------- */ d,}fp)
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 6Z~u2&
/* --------------------------------------------- */ SFrQPdX6V
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); E#t;G:+A
/* --------------------------------------------- */ =M"H~;f]
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); `UFRv
/* --------------------------------------------- */ *vn^
W
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ]>R|4K_
yT Pi/=G
(are2!Oq
~b+TkPU
看了之后,我们可以思考一些问题: ("{JNA/
1._1, _2是什么? TRwlUC3hQ
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。 rrK&XP&
2._1 = 1是在做什么? f, 9jK9/$
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。 (~F{c0\C
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。 NG-Wn+W@b
fY@Y$S`Fh
yjZ]_.
三. 动工 cstSLXD
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ,1'9l)zP
5t]}(.0+
+TW9BU'a^
qbjBN z
template < typename T > Ov1$7 r@
class assignment ea3;1-b:
{ Ad)Po
T value; 9] /xAsD
public : %4#,y(dO
assignment( const T & v) : value(v) {} RXa&*Jtr -
template < typename T2 > L(a&,cdh
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } +]|aACt]
} ; hzIP ?0^E
-x~h.s,
m9bR
%j
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 &jCT-dj
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ;K<e]RI;?
F&US-ce:M
fUQuEh5_
o -tc}Aa
class holder ^UP!y!&N
{ ,L#Qy>MOb
public : <.j `n
template < typename T > OE87&Cl"{t
assignment < T > operator = ( const T & t) const y6.}h9~
{ tydD~a
return assignment < T > (t); GOJ*>GpS
} cU8Rm\?
} ; BrYU*aPW;
,4oYKJ$+h
FQdz":5
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: 7%?2>t3~
7'wt/9
static holder _1; WAPN,WuW
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 :.kc1_veYS
w~J 7|8Y
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ;h[p "
而不用手动写一个函数对象。 oh+Q}Fa:
8wGq:@#=
vK2sj1Hzr
XMb]&VvH
四. 问题分析 R;,&s!\<
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。 % 1Y!|306
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。 rU?sUm,ch
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 /]H6'
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 D=}UKd
下面我们可以对这几个问题进行分析。 %H=d_Nm{
C?@vBM}
五. 问题1:一致性 ConXP\M-
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?| zfvMH"1
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 R<$_
<z
uq<kT [
struct holder v"M5';ZS>
{ gL%%2 }$
// zjVBMqdD
template < typename T > r|$@Wsb?#
T & operator ()( const T & r) const ~(E.$y7P
{ }{>)2S
return (T & )r; tL0<xGI5^
} qfp,5@p
} ; b&:>v9U
a12Q/K
这样的话assignment也必须相应改动: m0xL'g6F
6*`KC)a
template < typename Left, typename Right > 6&~8TH
class assignment u6o:~=WwM
{ uC{qaMQ
Left l; VOc_7q_=
Right r; *^j'G^n
public : R `}C/'Ty
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 7_Yxz$m
template < typename T2 > I&9_F%rX
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } "YU<CO;4VV
} ; 8bQ\7jb
Vfkm{*t)
同时,holder的operator=也需要改动: hV5Aw;7C
g)7~vm2/,
template < typename T > nx#0*r}5
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const NQQ+l0txI
{ AF ,*bb
return assignment < holder, T > ( * this , t); HUF],[N
} Tb~|p_;o
l1 (6*+
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。 0vN <0
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 zrt \]h+
o+UCu`7e
return l(rhs) = r; C:S*juK
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。 Ore>j+
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ~>C@n'\lv
hY$gzls4
template < typename Tp > H CKD0xx
class constant_t ;Du+C%
{ 8K: RoR
const Tp t; T(LqR?xOo
public : !|!k9~v!
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} t%@sz
template < typename T > a=(D`lQ8
const Tp & operator ()( const T & r) const @qP
uYFnw
{ N?cvQR{r9
return t; P2y`d9,Q
} l=EnK"aU
} ; DK' ? '
XY1D<