一. 什么是Lambda {-A^g!jT&
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 @x/T&67k
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, (Y^X0yA/
5E0eyW
GQ_p-/p
R
,|88r=}
class filler d(:3
{ QORN9SY
public : <A9y9|>o
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} {Q<$Uo6V
} ; x3rlJs`$;
QKE9R-KTE
6'W [{gzl
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: {s3z"OV
<[GYLN[0Q
2m>-dqg
dSCzx
.c
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); .qA{x bu
t!K*pM
B4XZko(
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ?RzD Qy D
Eq:2k)BE
al+ #y)+
N S#TW
二. 战前分析 ,^8 MB.
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。 Q o =Kqv
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 p*5\+WO>!(
t\v+ogbk)
\ (p{t
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); A>VX*xd
/* --------------------------------------------- */ Dr;iQkGP
vector < int *> vp( 10 ); L_em')
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ]4 (?BJ
/* --------------------------------------------- */ 'lZ.j&
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); [i]r-|_K
/* --------------------------------------------- */ YK{a
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); UhmTr[&
/* --------------------------------------------- */ u-"c0@
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); AOrHU M[I
/* --------------------------------------------- */ k
n8N,,+
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); UofTll)
F>gmj'-^
{0!#>["<
oPKXZU(c
看了之后,我们可以思考一些问题: E2B>b[
1._1, _2是什么? `Pc3?~>0HH
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。 4e9q`~sO
2._1 = 1是在做什么? 9N[EZhW
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。 %f8Qa"j
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。 ;7Oi! BC
@6o]chJo
~YCuO0t
三. 动工 ,)~E>[=+
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ^%y`u1ab
(bn
Zy0
5(&xNT-n8
=neL}Fav56
template < typename T > -Cid3~mX3
class assignment p2x [p
{ /vE]2Io
T value; oN(-rWdhZ
public : \Btk;ivg
assignment( const T & v) : value(v) {} i[semo\E
template < typename T2 > Gt/4F-Gn
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } pw'wWZE'
} ; 2Ohp]G
5nCu~<uJ
ZI ?W5ISdg
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 klWYuStZ
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 3]E(mRX
fMK#x\.4
Uz8hANN0_
6&2LWaWMo$
class holder e&X>F"z2
{ #I`ms$j%
public : aw}+'(?8]
template < typename T > nbd Gt
assignment < T > operator = ( const T & t) const |;;!8VO3J
{ <R1X\s.
return assignment < T > (t); X`20f1c6q>
} Ri?\m!o
} ; VTe.M[:
w.kCBDL
<6N_at3
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: [5 pCL0<c@
<d$A)S};W
static holder _1; WO%h"'iJ
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 w4MwD?i]R
$T
dC/#7
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); VfSGCe
而不用手动写一个函数对象。 q/6UK =
]O!s'lC
oP$kRfXS!<
QXk"?yT`E
四. 问题分析 C%H9[%k
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。 {tzxA_
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。 T+TF-] J
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 -gKpL\
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 2Ug.:![
下面我们可以对这几个问题进行分析。 0U&dq#
By)3*<5a_
五. 问题1:一致性 <lld*IH
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?| Kd{#r/HZ
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ?f2G?Y
.Dv=pB,u
struct holder `Wf5
{ Y-&|VE2
// Q#rt<S1zW
template < typename T > F_PTMl=Q|J
T & operator ()( const T & r) const QAaF@Do
{ dM|g`rr
E
return (T & )r; IvSn>o
} /VtlG+dLl
} ; HU[oR4E
^-L{/'[8M
这样的话assignment也必须相应改动: U?6yke
;F,qS0lzE
template < typename Left, typename Right > i^S2%qz
class assignment i_YW;x
{ o4'v> b
Left l; oWrE2U;
Right r; X<K9L7/*
public : #J~Xv:LgD
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
tJ1-DoU
template < typename T2 > foyB{6q8
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } UG=I~{L
} ; T:n<db,Px
Gy^FrF
同时,holder的operator=也需要改动: 5\?3$<1I
:tlE`BIp
template < typename T > /yt7#!tm+
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const B$DZ]/<
{ h+xA?[c=
return assignment < holder, T > ( * this , t); [edH%S}\
} AJ4r/b}
eRVY.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。 CjmV+%b4
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 - XLo0
Xvq^1Y?
return l(rhs) = r; Z{#"-UG
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。 v<+4BjV!J}
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: W1<