一. 什么是Lambda |cU75
S 1
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 `<nxXsLe
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, l5T[6C
@}4aF|
P2'N4?2
(mIjG)4t
class filler p]mN)
{ {mJ'
Lb0;
public : r:bJU1P1$s
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} qofAA!3z
} ; EHC7b^|3}
6B?jc/V.R
N9!L8BBaK
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: VM%g QOo<
v'i'I/
KZ%i&w#<
|]9@JdmV
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); T01Iu
OIPY,cj~
u!K1K3T6k
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 FoetP`
01'>[h#_n
8s)b[Z5
]CzK{-W
二. 战前分析 u#Ig!7iUu
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 zr|DC] 3
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 I>;{BYPV
yJI~{VmU7
JdS,s5Z>
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); R;!,(l
/* --------------------------------------------- */ !mxH/{+|n
vector < int *> vp( 10 ); BEOPZ[Q|c
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); hWy@?r.
/* --------------------------------------------- */ qnp}#BZ
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); n<C]
6H
/* --------------------------------------------- */ <L]Gk]k_R
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ?0; 2ct
/* --------------------------------------------- */ TaRPMKk
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); VW\S>=O99
/* --------------------------------------------- */ b$b;^nly
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); bA)nWWSg=
J1G}l5N
AIg4u(j
rQ.zqr
看了之后,我们可以思考一些问题: q}Q G<%VR
1._1, _2是什么? G!Brt&_'
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。 3Q$4`p;
2._1 = 1是在做什么? ;5ki$)v"
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。 =Ydrct
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。 >=0]7k;
gML8lu0)
gxl7jY
三. 动工 $E@n;0P
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: &x1A{j_
c -k3<|H`
P*6m~`"5
!.'D"Me>
template < typename T > xqX3uq
class assignment 1'o[9-
{ r
&.~
{
T value; JN/=x2n.
public : UfX~GC;B
assignment( const T & v) : value(v) {} zcP=+Y)YA
template < typename T2 > c]uieig0~
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } tpGT~Y(
} ; ye.6tlW
#KiJ{w'
W_}j~[&
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 I(*3n"
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment I,hw0e
K%dQ;C*?
],weqs
|<u+Xi
~
class holder %'1iT!g8
{ KVOV<uDCj
public : m#UQ,EM
template < typename T > Pdf-2
Tx
assignment < T > operator = ( const T & t) const 9K@I
{ &\9%;k
return assignment < T > (t); f- XUto
} d}Pfj=W
} ; )Jjp^U3Ub
?SNacN@r
u1 Q;M`+>
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: +ALrHFG
@/:4beh
static holder _1; 4NID:<
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 %4nf(|8n
)9nW`d+
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); zu1"`K3b
而不用手动写一个函数对象。
'6M6e(
486\a
X\m\yv}}
?(gha
四. 问题分析 T#qf&Q Z
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ,Wd=!if
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 @MOQk
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 AAQ!8!
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 U,WMP<5&
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ^UKAD'_#%O
684& H8
五. 问题1:一致性 >pp/4Ia!
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ycBgr,Ynu<
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 3JGrJ!x
D\_nqx9O
struct holder 3WP\MM
{ RFRXOyGz$
// G[ U5R?/
template < typename T > $l*?Ce:
T & operator ()( const T & r) const )8C`EPe
{ m538p.(LIR
return (T & )r; $Y7VA
} :%h1Q>F
} ; Tv"T+!Z
UDI\o1Rbp
这样的话assignment也必须相应改动: $_F_%m"\
)vO"S
template < typename Left, typename Right > 5@xR`g-
class assignment
oT\K P
{ Ga5s9wC
Left l; cjL)M=pIS
Right r; b\0>uU
public : B2kZ_4rB
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} fx|d"VF[
template < typename T2 > t}k:wzZ@
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } b@CjnAZ
} ; 6]iU-k0b
W+a/>U
同时,holder的operator=也需要改动: #HgNwM
"Vq=
Ph
template < typename T > UE^o}Eyg
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const =Q<VU/
{ 8e-nzc,]
return assignment < holder, T > ( * this , t); =p4n@C
} 6m$X7;x}
<KX9>e
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。 LY0f`RX*&
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 9HJYrzf{%
oH w!~c7
return l(rhs) = r; y>=Y MD
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。 uMDd Zj&
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: $=.%IJ_MAz
&j:e<{@
template < typename Tp > :O413#8
class constant_t Pp }Z"
{ 9;LjM ~Ct
const Tp t; _fS\p|W(E
public : /}6I3n
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} gfK_g)'2U
template < typename T > +\Vw:~e
const Tp & operator ()( const T & r) const ~+1mH
{ KfjWZ4{v
return t; _+48(QF<