一. 什么是Lambda mnm7{?#[
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 I;GbS`
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, 0hv}*NYd
W\1V`\gF
zbgH}6b
kT1 2
class filler b2Oj 1dP1
{ ,9YgznQ
public : X')t6DQ( I
void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
.u3Z*+
} ; a%XF"*^v
$az9Fmta
bx._,G
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: \ Dccf_(Pb
-I'Jm=q3]
\PL0-.t,
q5#6PYIq
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 4`zK`bRcK#
VxW>XxG0
sDl@
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 }F4%5go
a%*W(
4=Y
0u?VnN<
JJ4w]Dd4
二. 战前分析 y"Ios:v@-
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。 pv"QgH
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 iT=h}>
%G/(7l[W
w[]\%`69}Z
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ?%ei+
/* --------------------------------------------- */ ( q}{;
vector < int *> vp( 10 ); u3C0!{v
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 'b:UafV
/* --------------------------------------------- */ ->rudRQ
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); [vn"r^P
/* --------------------------------------------- */ -GZ:}<W6+
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); yi:1cLq2
/* --------------------------------------------- */ *0/%R{+S
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); iLk"lcX
/* --------------------------------------------- */ %@^9(xTE
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); Jix;!("
1
EwCF
0)Q*u
Cig!3
看了之后,我们可以思考一些问题: nJR(lXWO
1._1, _2是什么? 9t+:L(*pK
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。 gr \vC
2._1 = 1是在做什么? ^ 2LqKo\T
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。 qdxDR
2]U
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。 Lm7fz9F%
:u|F>e
5"z~BE7
三. 动工 :Fdk`aC
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: N4w&g-
}*,z~y}V#
>x8~?)7z
J~lKN
<w
template < typename T > 3Y=uBl
class assignment Ns6CxE9
{ `o6T)49
T value; G\#dMCk?
public : $: qrh66
assignment( const T & v) : value(v) {} `3L?x8g
template < typename T2 > /Y8{?
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } }0 =gP?.kE
} ; lFD/hz7lc
$o^N_`l
EHda
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 |3=tF"h
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment YLid2aF
c:,K{ZR
79Q>t%rD[
1G
63eH)!
class holder I ka
V g L
{ g>H\"cUv
public : m-R`(
template < typename T > J>^KQ
assignment < T > operator = ( const T & t) const 2qPQ3-'
{ iQz
c$y^,9
return assignment < T > (t); V?4G~~F
} (z^987G
} ; A~#w gLGn
HfA@tZ5q|U
:{x
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: no8FSqLUS~
y-vQ4G5F|
static holder _1; fe7DS)U
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ef]60OtP
;"+]bne~
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); |=#uzp7*
而不用手动写一个函数对象。 Fr]B]Hj
="s>lI-1a
~4u[\&Sh
6" |+\
四. 问题分析 TbR!u:J
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。 7=pJ)4;ZA
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。 {WN??eys,
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ~k/GmH
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 H05U{vR
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Ui05o7xg~p
OM#eJ,MH<)
五. 问题1:一致性 6"_ytqw7
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?| Dt]*M_
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 hV[=
9vJ'9Z2\
struct holder Ap9 %5:]
{ KmaMS(A(3
// ~ A4_
template < typename T > w$[ck=
T & operator ()( const T & r) const [qQ~\]
{ kac]Rh8vO
return (T & )r; Qj(|uGqm3
} VVm8bl.q
} ; D7OPFN7`
1bpjj'2%x
这样的话assignment也必须相应改动: Evb %<`gd
!;COFR
template < typename Left, typename Right > aW7)}"j4
class assignment +oR wXO3W
{ 7W `gN[*
Left l; ,5/zTLd
Right r; yfCdK-9+B
public : <hM`]/J55
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} K9+%rqC.|`
template < typename T2 > LGF5yRk
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } :/941?%M
} ; tP]-u3
:igURr
同时,holder的operator=也需要改动: = ,^eQZR:
CiTjRJ-ZW)
template < typename T > Hv.nO-c
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 4l`"P~=2<
{ D_)n\(3
return assignment < holder, T > ( * this , t); TE t+At`]
} S6bW?8`
Kitx%P`i
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.WQ|f@
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 euc|G Xs
95^A !
return l(rhs) = r; y7WO:X&
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。 >)p8^jX
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: UgjY
"~^#{q
template < typename Tp > %`1p 8>n
class constant_t ^ ;XJG9a0\
{ UjrML
const Tp t; Y6r<+#V
public : "de3Sbj@?
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} y o
|"-
template < typename T > oUG!=.1}K5
const Tp & operator ()( const T & r) const 9et%Hn.K'
{ (c=.?{U
return t; NwPC9!*
} QKt[Kte
} ; 2J5RZg9jL
L?slIGp%-
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 (viGL|Ogn
下面就可以修改holder的operator=了 MmPLJ
3(n+5~{e
template < typename T > c. ;}e:)s
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const u~y0H
{ E|K~WO]>o
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); OX!<{9o
} F T/STI
Td"_To@jd
同时也要修改assignment的operator() s}5,<|DL
)ir*\<6Y=
template < typename T2 > a(BEm_l3
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
ndCHWhi
现在代码看起来就很一致了。 ^<