一. 什么是Lambda g4YlG"O[~
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 o7WAH@g
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, $ M/1pZ
4jGN:*kZ
t0r0{:
+@yU `
class filler g-B{K "z
{ g^x=y
public : ^2{ 6W6=
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} (h@!_qi9:
} ; /y|ZAN
2`j{n\/
A{M7
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: iOSt=-p
gs=ok8w
"C(yuVK1G
>Vg [A
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); <mj/P|P@
lpS v
6VuyKt
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 m*CW3y{n)
^fH)E"qq5
/8nUecr
z>iXNwz"?
二. 战前分析 1P'A*`!K
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。 'Bxj(LaV-
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 0
f$96sl
G
9(*F
JtsXMZz
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); l'@!'
/* --------------------------------------------- */ B3D}'<
vector < int *> vp( 10 ); VBS}2>p
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); nB5\ocJ
/* --------------------------------------------- */ 5S_fvW;
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ]$ Nhy8-
/* --------------------------------------------- */ i*$~uuY
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); =wW M\f`=
/* --------------------------------------------- */ |=0w_)Fa]
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); </@5>hx/
/* --------------------------------------------- */ x
DNu'
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); j@^zK!mO
c
q[nqjC=
-Eig#]Se3
=:xX~,qmv
看了之后,我们可以思考一些问题: UNwjx7usD
1._1, _2是什么? BDzAmrO<
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 =S\^j"
2._1 = 1是在做什么? 8F[ ;ma>Z8
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 4nP4F+
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Yw]$/oP`
8y
nw, .I [
三. 动工 >~]|o
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: a5saN5)H
{dh,sbl
H&%oHyK
TwVkI<e0s?
template < typename T > 8_G6X\q};
class assignment 7SH3k=x
{ &-p~UZy
T value; nTGZ2C)c<'
public : 9N{?J"ido
assignment( const T & v) : value(v) {} hkm}oYW+
template < typename T2 > %&VI-7+K
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
(n~fe-?}8
} ; Y\WVkd(+G
8~t8^eBg
27+faR
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 0^nF: F
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 0Z]HH+Z;
T3<1{"&
CGlEc
H!hd0.
class holder BqHqS
{ | 4}Y:d
public : %4F\#" A
template < typename T > \`["IkSg7
assignment < T > operator = ( const T & t) const X>Q4 4FV!
{ K(PSGlI f
return assignment < T > (t); ]!P8 {xmb@
} MzgP@tB
} ; "S6";G^I
V|B4lGS&
64mD%URT
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: G4P*U3&p
K1A<m=If
static holder _1; tP*GYWI48
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 <2%9O;bV[
9W]OtS G
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ^b`-zFL7
而不用手动写一个函数对象。 O9_1a=M
8 @(?E[&O>
@_$$'XA7
lF.kAEC
四. 问题分析 V!Sm,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。 3{t[>O;
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。 ^'M^0'_"v
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 6|
o S 5
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 v<g~EjzCf
下面我们可以对这几个问题进行分析。 febn?|@
u/S>*E
五. 问题1:一致性 w xte
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?| 7B\NP`l
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 0gW{6BtPWm
3h>L0
struct holder H~vrCi~t"
{ +
jeOZ
// E@xrn+L>-
template < typename T > &fWC-|
T & operator ()( const T & r) const i^iu#WC
{ 4k3pm&
return (T & )r; $oM>?h_=
} 1L'Q;?&2H,
} ; 3RGmmX"?G
Iy4%,8C]g
这样的话assignment也必须相应改动: O $e"3^Pa
EmrkaV-?k
template < typename Left, typename Right > LL
(TD&
class assignment .zt&HI.F
{ vk
X+{n
Left l; 0L8fpGJ
Right r; k+?gWZ\
public : GiM-8y~
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Dt(D5A
template < typename T2 > OaY89ko
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ){#INmsF
} ; [)jNy_4
SJh~4R\
同时,holder的operator=也需要改动: Hd\oV^>
qwJp&6
template < typename T > UjoA$A!Od;
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const (BxmV1
{ w:deQ:k
return assignment < holder, T > ( * this , t); ^,ISz-4
} D84&=EpVZ
Q4LPi;{\
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。 YG8C<g6E7
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 (tVT&eO
[:gg3Qzx
return l(rhs) = r; {5X,xdzR
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。 _4L6
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: /Mw;oP{&b
&k_*Y-l7]
template < typename Tp > 8UgogNR\
class constant_t "]q
xjs^3?
{ ^<cJ;u*0
const Tp t; o/VT"cT
public : %CvVu)tc
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} *w _ o8!3-
template < typename T > f sh9-iY8e
const Tp & operator ()( const T & r) const P;z\vq<h
{ C"**>OGe
return t; +jwk4BU
} `|Di?4+6%
} ; \ HUDZ2 s
j[A(@w"
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 c?_7e9}2
下面就可以修改holder的operator=了 1 /{~t[*.
`JiWS
template < typename T > =Hd#"9-
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 0KgP'oWvY
{ |,oLZCNa
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); T!y 9v5
} d^6-P
R_
H,GjPIG
同时也要修改assignment的operator() 9d/-+j'
_L~ 3h
template < typename T2 > lGR0-Gh2
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } bsU$$;
现在代码看起来就很一致了。 Y %bb-|\W
B&rN