一. 什么是Lambda ZS&>%G
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ms9zp?M
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, 0kC}qru'
`q
= e<$
{6H%4n
GP=i6I6C
class filler |m{Q_zAB
{ 8 Z|c!QIU
public : qYpuo
D
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} M]9oSi
} ; I#lvaoeN
b^
wWg
}xhat,9
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: 5'iJN$7
Gt;@.jY&
oVi_X98R
2y6@:VxSh
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); =2+';Xk\
81?7u!=ic+
x~1.;dBF
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 WOqAVd\
WZ}je!82
HqM>K*XKU
5WhR|
二. 战前分析 rb8c^u#r
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 +!_?f'kv`
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 0u0<)gdX
@L?X}'0xI4
jvfVB'Tmr
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ?}f+PP,
/* --------------------------------------------- */ IX/FKSuq
vector < int *> vp( 10 ); Jt-s6-2
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); -^A=U7
/* --------------------------------------------- */ _`RzPIS^
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); %Xm3m0nsv{
/* --------------------------------------------- */ VrG4wLpLs
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 8R!3}kx
/* --------------------------------------------- */ !r=^aa(\
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); X`xI~&t_
/* --------------------------------------------- */ MYVUOd,
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); bpe8
`b(#
7\ .Ax
PT2b^PP
"= H.$
+
看了之后,我们可以思考一些问题: >&uG1q0p.
1._1, _2是什么? [y^)&L$=
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 Zmx[u_NG
2._1 = 1是在做什么? !: e0cV
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 dU!`aPL?
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 3,`.$
,.#
SEv5
iQ[0d.(A
三. 动工 9C$#A +~C
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: `b(y 5 Z
!8 3x,*O
q;I`&JK
5f54E|vD
template < typename T > 8mjP2
class assignment iU)-YFO
{ D+ki2UVt&
T value; NW-l_]k
public : >v4k_JX
assignment( const T & v) : value(v) {} {d|R67~V
template < typename T2 > #
SmM5%
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ~cE; k@
} ; zs +[Aco)
^RN1?dXA
6r"PtHr
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 rWN#QL()*
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 3YY<2<
WIwbf |\
;bt@wgY
Y`FGD25`
class holder ,v"/3Ff{,
{ o]NL_SM_
public : +mBJvrI
template < typename T > JOj\#!\>k0
assignment < T > operator = ( const T & t) const X,- '
v[z
{ Z&mV1dxR
return assignment < T > (t); NJYx.TL
} uO$ujbWZ
} ; qZ!1>`B
\!UNale
S"|sD|xOb
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: &77]h%B>
ivdw1g|)h
static holder _1; y$)gj4k/D
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Q9K+k*?{N
Isq3YY
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 9Ao0$|@b
而不用手动写一个函数对象。 {GF>HHQb
^qpa[6D6x
vOYcS$,^X%
B0c} 5V
四. 问题分析 '-#6;_ 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。 +n(H"I7cU
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。 ,2>:h"^
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 b("JgE`
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 YYI
下面我们可以对这几个问题进行分析。 $Z;HE/3
<$liWAGX\
五. 问题1:一致性 5iola}6
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?| < %Qw
dEO
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 > qA5
da@y*TO#i
struct holder 1{ #Xa=
{ !2x"'o
// |-7<?aw"
template < typename T > *jWU8.W
T & operator ()( const T & r) const ~H0~5v F
{ ^v3+w"2
return (T & )r; &Q