一. 什么是Lambda hUGIy(
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 7"4|`y^#
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, iO#H_&L.p
"_'9KBd!
@oYq.baHX
>E"FoZM=
class filler e~rBV+f
{ |c 8p{)
public : jopC\Z
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 0; V{yh
} ; u[ 2R>=
(U/[i.r5Cj
{yVi/*;f^
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: v-G(bw3
X+iA"B
"hog A5=
g;]2'Rj
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); pS%,wjb&P
Q'~;RE%T
:g<dwuVO
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 :Np&G4IM>
Y<#7E;aL
XfbkK )d
h"%6tpV-
二. 战前分析 >)N,V;j
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。 L/nz95
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 *o"F.H{#N
"
I`YJEv
(a7IxW
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); w #(XiH*
/* --------------------------------------------- */ GUat~[lUrj
vector < int *> vp( 10 ); 3)0*hq&83
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); vn}Vb+@R
/* --------------------------------------------- */ aeUm,'Y$
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); uX}M0W
/* --------------------------------------------- */ by6E
"7%
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); %q>gwq
A
/* --------------------------------------------- */ {2Gp+&
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); kV6>O C&^
/* --------------------------------------------- */ {AIZ,
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); Bfw>2
Mm.!$uR
zi*D8!_C
e4CG=K3s
看了之后,我们可以思考一些问题: L4kYF~G:4
1._1, _2是什么? r="X\ [on
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。 >+oQxml6nI
2._1 = 1是在做什么? Vp5qul%
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。 I8^z\ef&
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。 YVW!u6W'[6
T/S-}|fhQ
PI0/=kS
三. 动工 @Gn9x(?J
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 9MM4 C
$ a5K
&5d>jEaB}
5QmF0z)wR
template < typename T > "t_] Qu6
class assignment A;kAAM
{ )_bXKYUX*0
T value; ;ejC:3yO
public : yx/:<^"-$
assignment( const T & v) : value(v) {} NmtBn^t
template < typename T2 > 7^Onq0ym T
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } O~aS&g/sf
} ; RNvtgZ}k{X
de ](l687I
eW >k'ez
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 u%*;gu"2
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 'inWV* P*g
SKG_P)TnO
P$4?-AZ
_TX.}167;-
class holder |y'q`cY
{ VCc4nn#
public : U}Hmzb
template < typename T > c yN_Sg
assignment < T > operator = ( const T & t) const 5jjJQ'
{ C t SAo\F
return assignment < T > (t); Vl9\&EL
} e[e2X<&0RT
} ; yobi$mnsy!
2EE#60
=
)(;
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: FP9ZOo og
l_f"}l
static holder _1; {I2j Lc
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 kc"U)>
$V\xN(Ed
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); $rjv4e}7
而不用手动写一个函数对象。 .)W8
U [
LQ{4r1,u]
{ZfTUt)-P
l_}c[bAUu
四. 问题分析 c8}1-MKs_R
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。 vk#xCggK
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。 @ObsW!g
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 p(x[zn+%Y
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 fwl
RwH(
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Pel3e ~?t
7x1jpQ-
五. 问题1:一致性 zxsnrn;|
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?| \<z{@
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ~KX!i
8+X
H3b@;&` &
struct holder $!fz87-p>
{ s}HTxY;
// 8o4
vA,
template < typename T > 0q62 {p7
T & operator ()( const T & r) const +5T0]!
{ E26ZVFg
return (T & )r; 1[}VyP6 e
} fitm*
} ; ke/o11LP
* |,V$
这样的话assignment也必须相应改动: v4S|&m
{(aJrSE<z
template < typename Left, typename Right > 8} S|iM
class assignment x&?35B
i
{ Wxg|jP$~
Left l; N:&Gv'`
Right r; 0c`wJktWK
public : ]7br*t^zv
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} e
j`lY
template < typename T2 > E7jv
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 3[ Z? `X
} ; / ?Q@Pn
U1&m-K
同时,holder的operator=也需要改动: %F{@DN`
f:BW{Cij;y
template < typename T > 2#py>rF(
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const vwT?Bp
{ rN>f"/J
|
return assignment < holder, T > ( * this , t); CP={|]>+S
} n7Re@'N<
\s)j0F)
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 4ci
@$nL1
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ;,IGO7R
>+G=|2
return l(rhs) = r; _/PjeEm
$p
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。 `@Qq<T}V
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: p- Q1abl
W;hI[9
template < typename Tp > r?[Zf2&
class constant_t :KW
{ &0N 3 p
const Tp t; b)`<J @&{
public : $osDw1C
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} i*F^;-q)
template < typename T > o{ U=
f6
const Tp & operator ()( const T & r) const -lLq)
{ ="XxS|Mq3
return t; Q+#, VuM
} *DU86JL`
} ; O*c+TiTb
G`TO[p]q
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 3lLO.
下面就可以修改holder的operator=了 ! WQEv_G@
B?Pu0
_|s
template < typename T > EpPKo
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const M(5l Su
{ Z}XA(;ck
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); jgukW7H
} 1k;X*r#
HPu nNsA
同时也要修改assignment的operator() k2O==IG]6
sdrE4-zd
template < typename T2 > QhN5t/Hr
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } Knn$<!>
现在代码看起来就很一致了。 M<