一. 什么是Lambda /f AAQ7
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 N\rL ~4/
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, 47f\
i1bmUKZ8'L
[r'A8!/|[
Ea-U+7JC
class filler Imq-5To#
{ M9Nr/jE
public : >6)|>#Wi
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 64>CfU(
} ; 6}|h
Vobq|Rd/%
ovDPnf(
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: 4GXS(
YhC|hDC
eg1F[~YL/
!_B*Po
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 5OX[)Li
)+w1nw|m
XP?)xDr8
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 GQQp(%T
|{_>H'
;y50t$0
7?y7fwER
二. 战前分析 (Nv-wU
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 a;M{-G
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 P|]r*1^5
49c-`[d
L
y\Utm$)j
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 4"\cA:9a
/* --------------------------------------------- */ D{[{ &1\)r
vector < int *> vp( 10 ); 2i1xSKRYrD
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 2A:h&t/|C
/* --------------------------------------------- */ qd#7A ksm
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); p8?v
o?^
/* --------------------------------------------- */
*
1xs/$`
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); J_m@YkK
/* --------------------------------------------- */ 2gMG7%d
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 5Z5x\CcC3
/* --------------------------------------------- */ $CX3P)%
`
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); c %Cbq0+2
X J)Y-7c
j0V/\Ep)T<
%'Q2c'r
看了之后,我们可以思考一些问题: ela^L_N hF
1._1, _2是什么? SY%y *6[6
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 SgehOu
2._1 = 1是在做什么? NY.* S6
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 8&|
o
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 js@L%1r#L
\IImxkE
1EEcNtpub]
三. 动工 |%mZ|,[
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: \=bKuP(it
s.Ai_D
) ba~7A
DL1nD5
template < typename T > ]a4+] vLK
class assignment vc&+qI+I3
{ p\lR1
T value; \AKP ea=
public : Br7q.
assignment( const T & v) : value(v) {} }&e HU
template < typename T2 > 1BZ##xV*:G
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 40h$-
VYT/
} ; 'ET];iZ2
4Z~ nWs
~ILv*v@m
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 =2Yt[8';
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 9n{Y6I
x:
C9sU^]#F
x]x 3iFD
nH6SA1$kW
class holder C1=&Vm>g+
{ >{tn2Fkg>
public : -oyA5Yx0
template < typename T > sA|SOAn
assignment < T > operator = ( const T & t) const *YvtT(Gt
{ $jE<n/8
return assignment < T > (t); zdrP56rzZ
} ]$r]GVeN}H
} ; m[v0mXE
1bCE~,tD
%"A8Af**I
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: Y^!qeY
jc9C|r
static holder _1; Q:megU'u
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ~&D
=;M/
(l{8Ixs
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Za|iU`e\
而不用手动写一个函数对象。 J4::.r
sT2`y$'
+?U[362>
IeYNTk&<
四. 问题分析 FXJ0
G>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。 '2lzMc>wvP
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。 Rh^@1{yr
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Eb4NPWo
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 t"GnmeH
i
下面我们可以对这几个问题进行分析。 `KA==;0
yO%^[c?
五. 问题1:一致性 q *&H
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?| YFm%W@
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 mc?IM(t
HAK,z0/
struct holder Gkuqe3
{ 1*hE bO
// $TXiWW+
template < typename T > -z`FKej
T & operator ()( const T & r) const IN bV6jZL
{ )mm0PJF~q
return (T & )r; $uTrM8
} }[JB%
} ; Zo&i0%S\E
=fRS UtX
这样的话assignment也必须相应改动: ;99oJD,
ny13+Q`^
template < typename Left, typename Right > zJw5+
+
class assignment
aO<7a
6
{ )^o.H~Pv
Left l; tI{]&dev
Right r; JGHj(0j
public : *xNc^&.
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} c46-8z$
template < typename T2 > _ZhQY,
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } n3~axRPO
} ; L/:l>Ko>7
doL-G?8B
同时,holder的operator=也需要改动: ,K,st+s|
BQPmo1B
template < typename T > \bd KLcKI,
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const c@[Trk m
{ $4g{4-)
return assignment < holder, T > ( * this , t); 7!AyL w
} `(HD'f ud3
N[W#wYbH
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 GL O3v.
n;
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 iUcX\
uW
C+**!uYIB
return l(rhs) = r; "G@K(bnHn
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 nUj`#%
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: nIg 88*6b,
fPD.np}
template < typename Tp > i24k
]F
class constant_t -O$vJ,*
{ P0}B&B/a:
const Tp t; Q O =5Q
public : _$AM=?P&
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} flPS+
template < typename T > 'l5
const Tp & operator ()( const T & r) const
)$S=iL8(
{ EF<TU.)Zf
return t; E:8*o7
} ;'{7wr|9
} ; qvc<_k^
k( 0; >)<i
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 }MOXJb @
下面就可以修改holder的operator=了 %}TJr]'F
t)W=0iEd9
template < typename T > v Z]j%c@
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const !nl-}P,
{ -*mbalU,J
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); !+3&%vQ)
} }T$BU>z33N
mBwz.KEm<
同时也要修改assignment的operator() sf2%WPK
_3%$E.Q
template < typename T2 > Zy7kPL;b
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } wY ItG"+6
现在代码看起来就很一致了。 4k^P1
|*t 2IVwX
六. 问题2:链式操作 c"tlNf?
现在让我们来看看如何处理链式操作。 O=bkq}
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 goiI*"6M
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 h.R46 :
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 ?rOj?J9
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct PsUO8g'\
X[.%[G|oj}
template < typename T > b|AjB: G
struct result_1 EpF9&