一. 什么是Lambda X_XqT
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 @L`t/OD
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, )5B90[M|t
4%B${zP(.}
07CGHAxJ`
t0/fF'GZD
class filler KVJiCdg-
{ Z[|(}9v?~
public : Ucv-}oa-?
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} )PZ'{S
} ; \s[Uq
k0%4&pU
UAa2oY&
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: X|X6^}
UA}k"uM
&AC-?R|Dp
X=-pNwO
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 7|\[ipVX:3
7x`uGmp1
n
,`!yw
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 (eHvp
Ju+r@/y%
IeE+h-3p
A-uEZj_RD=
二. 战前分析 ~,.Agx
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。 s>^*GQw
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 BT>8
SxNs
}wz )"
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); VMsAT3^w
/* --------------------------------------------- */
!1;DRF
vector < int *> vp( 10 ); |>Kf_b Y#
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); }Z"<KF
/* --------------------------------------------- */ %=%jy
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 3%>"|Ye}A
/* --------------------------------------------- */ }fUV*U:3
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); $wAVM/u&
/* --------------------------------------------- */ ]Ocf %(
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 5Tkh6 s
/* --------------------------------------------- */ |{<g-)
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 1P@&xcvS\
yD$rls:v<
g.Z>9(>;Y
PKty'}KF
看了之后,我们可以思考一些问题: E XEae?
1._1, _2是什么? UII R$,XB
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 bo`w(h_
2._1 = 1是在做什么? w*OZ1|
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 R@u6mMX{N,
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ;VNwx(1l`
?&j[Rj0pH
A{Jv`K
三. 动工 0'% R@|
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Rq<T2}K
48Z{wV,
n@Y`g{{e~
WEZ(4ah
template < typename T > x?VX,9;j
class assignment H@.j@l
{ 5a&[NN
T value;
9Ld3
public : o'?Y0Wt
assignment( const T & v) : value(v) {} >x eKO2o
template < typename T2 > 120<(#
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } #swzZyM$
} ; OXK?R\ E+
{;=I69X
RgZBh04q
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 }b\e2ZK
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment rc<^6HqD
j_H{_Ug
7AX<>^
-"UK NB!
class holder (>%Ddj6_>
{ 2kp.Ljt@
public : 1>[3(o3t
template < typename T > FAz shR
assignment < T > operator = ( const T & t) const )0
.gW
{ O$V
6QJ
return assignment < T > (t); DvKM[z3j
} -SGR)
} ; pn{Mj
*RD9gIze
R#"kh/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: a]>gDDF
)O#]Wvr
static holder _1; h/?8F^C#v
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 5wmH3g#0
mqrP0/sN
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); CS)&A4`8
而不用手动写一个函数对象。 <x,u!}5J
2l}FOdq
Cg
|_) _w
$W<H[k&(B
四. 问题分析 m"t\@f
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 N6S0(%
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 "WdGY*r
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 (\{9W
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 #UG| \}Lp
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ;nyV)+t+a
R]VY
PNns
五. 问题1:一致性 f ?_YdVZ
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| o7i/~JkTP
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 .h~M&d!
5"u-oE&
struct holder IHZ WNT2
{ [u;]J*
// M=HW2xn
template < typename T > ~
'
81
T & operator ()( const T & r) const &W:Wv,3
{ 6a[D]46y,2
return (T & )r; VT96ph
} y44FejH(v
} ; FY)v rM*yh
sesr`,m.,
这样的话assignment也必须相应改动:
m(,vymt
O`~G'l&@T
template < typename Left, typename Right > pg1o@^OuL
class assignment yw^t6E
{ gV1&b
(h
Left l; l~!Tnp\M
Right r; M p:c.
public : \j !JRD+j
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} K++pH~o
template < typename T2 > QMea2q|3$
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 5Al59]
} ; ;W]NT4p
zYO+;;*@
同时,holder的operator=也需要改动: WY_}D!O
9a 9<I
template < typename T > pXL_`=3Q
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const EgM.wQHR]
{ 3Wxl7"!x m
return assignment < holder, T > ( * this , t); U~-Z`_@^-
}
Z+`mla
.\M@oF
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。 $j0]+vT
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Izm8
qt=m
o[q
Kf
return l(rhs) = r; 3GUO
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ?1?D[7$
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: A<2_V1
8~AO~
template < typename Tp > XKN`{h-@
class constant_t Y,I0o{,g
{ c) Zid1
const Tp t; 6f,#O8]#5
public : mwVH>3{j
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} |V bF&*v`
template < typename T > s`GwRH<#
const Tp & operator ()( const T & r) const 9:"%j
{ %>`0hk88
return t; }&sF
\b
} GV#"2{t
j
} ; S~0 mY}
m
YbB8D-
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 F?&n5