一. 什么是Lambda QKP9*dz
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 D{l.WlA.
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, @`_j't,
N0qC/da1
U/iAP W4U
6=@n
b3D%
class filler Uv+pdRXn
{ I Mv^ 9T:
public : Qs?+vk?*h
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} s?6 7@\
} ; d#b{4zF"
q?^0
o\
"pWdz}!
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: AQiP2`?
- 5k4vx
N}
[y{ag{
Bs1-UI}+
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); =)zq%d?i;
n7MS{`
c'|MC[^A
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 0}^-, Q,
DS$ _"'g%i
"w'YZO]>
"yz\p,
二. 战前分析 ROjjN W`W
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。 :>;psR
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 4vX]c
g-:)}8d6
kK1qFe?]
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); {&<}*4D
/* --------------------------------------------- */ k0YsAa#6V
vector < int *> vp( 10 ); ~o%-\^oc
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); O)5PUyC:H
/* --------------------------------------------- */ 3w9
]@kU
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); sTA/2d
/* --------------------------------------------- */ =3zn
Ta }
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); @NHRuk+
/* --------------------------------------------- */ &=?`;K
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); eB\r/B]
/* --------------------------------------------- */ "aBd0i&
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); z67=v9+7
w7Pe<vT
x@Y2jM
>=`c [=:Z_
看了之后,我们可以思考一些问题: 4bxkp3~h;
1._1, _2是什么? Xou#38&p>
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。 5"gRz9Ta`
2._1 = 1是在做什么? ATzNV=2s
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。 (En\odbvt
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!5d@f.6
-+9x 0-P
_eQP0N
三. 动工 a?Y1G3U'
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: i]53A0l
vl5n%m H>^
O7d Fz)$
cyhD%sB[D9
template < typename T > 8@fDn(]w
class assignment O9|'8"AF
{ hY1|qp
T value; AslH
V@K
public : >#:/
GN?
assignment( const T & v) : value(v) {} NDOZ!`LqH
template < typename T2 > Uo @NK
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } psZeu*/r
} ; bF KPV%`
jccW8g~
~
@|GeR
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 jSFN/C.9h
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 46zaxcY<!
{IMzR'PN
0lRH
Yu
pq[mM!;#v
class holder w}.'Tebu
{ [Kj:~~`T
public : I:e2sE
":
template < typename T > f)zg&Ib
assignment < T > operator = ( const T & t) const qp W#!Vbx
{ gr
5]5u
return assignment < T > (t); B
(1,Rq[
} <]'"e]
} ; @g75T` N
N4To#Q1w
0H3T'J%r
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: Q@2tT&eL
GVEWd/:X(
static holder _1; u!uDu,y
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 .UrYF 0
W"kw>JEt
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); VM]IL%AN
而不用手动写一个函数对象。 vs1Sh?O
s3-ktZ@
N}Ks[2
}iSakq'
四. 问题分析 ,w%oSlOu
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。 z9ShP&^4[
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。 8sIrG
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 B"PHJj
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 {%_j~
下面我们可以对这几个问题进行分析。 5(|M["KK~
-WUYE
五. 问题1:一致性 B/=q_.1F>
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?| x~;EH6$5'/
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 tHtV[We.:
vSYKe
struct holder !/}FPM_
{ `XxG"k\/S
// B~>cNj<
template < typename T > =YGP%}_.p{
T & operator ()( const T & r) const M%{?\)s
{ g`OOVaB
return (T & )r; -(w~LT$ "
} zw:C*sY
} ; 2 1~7{#
b%;59^4AjD
这样的话assignment也必须相应改动: L)lQ&z?
}[z<iij4
template < typename Left, typename Right > v1r_Z($
class assignment )_v\{N
{ )@qup _M@
Left l; *e<Eu>fW#&
Right r; fcICFReyV
public : W3/ 7BW`
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 5)yOw|Bd
template < typename T2 > "Py Wo
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ,iVPcza
} ; ]&:b<]K3
5w3 ZUmjO
同时,holder的operator=也需要改动: v
(ka,Dk3
`x UG|
template < typename T > 3%R{"Q"
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const +%wWSZ<#
{ lKEX"KQ!
return assignment < holder, T > ( * this , t); Wu!t C
} s^>lOQ=
N\q)LM !M
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。 ]iDJ*!I
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 uyNJN
D;zWksq
return l(rhs) = r; 5!AV!A_Jp
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。 d;~ 3P
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: zBt`L,^
:,kU#eZ$-
template < typename Tp > 9&%#nN4`8
class constant_t n}A?jOSAe
{ xHB/]Vd-
const Tp t; o-~~,n\
public : 8PBU~mr
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} r!$'!lCR
template < typename T > 9k:W1wgH1
const Tp & operator ()( const T & r) const !&`}]qQZ
{ f<89$/w
return t; YZGS-+
} w(/DTQc~d
} ; 1n'$Ji7
#SQvXMT
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 {y-2
下面就可以修改holder的operator=了 &xiOTkqB
;cI#S%uvpn
template < typename T > i-,D_
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const /2e%s:")h
{ BR36}iS;V
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
)C
{h1
`
} pp~3@_)b
/ Mod=/e
同时也要修改assignment的operator() gF[6c`-s
jJ
aV
template < typename T2 > R-pH Quu3
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } gg-};0P-
现在代码看起来就很一致了。 ?MC(}dF0
h2wN<