一. 什么是Lambda VY=jc~c]v
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 +E(L \
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, z/2//mM
PmEsN&YP]
4yA+h2
0rs"o-s<
class filler N]=q|D
{ 8\A#CQ5b
public : ^KT Y?
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} qHlQ+:n
} ; . ~~T\rmI
"CQa.%
=wV<hg)C
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: O^duZ*b
e)?
.r9pA;
=|y9UlsD
j[J-f@F \Y
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); E,x+JeKV
0gP}zM73
X[BIA+6
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 0)e\`Bv
A&Usddcp
~/iKh11
6wjw ^m0
二. 战前分析 1FL~ndJs
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。 LxSpctiNx
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 >7T'OC
h_3E)jc
fW1CFRHH
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ! Y~FLA_
/* --------------------------------------------- */ K)|G0n*qS
vector < int *> vp( 10 ); U@)eTHv}6
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); i^Y+?Sx
/* --------------------------------------------- */ CXx*_@}MU
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); A>;bHf@
/* --------------------------------------------- */ :g=qz~2Xk
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); &>W$6>@
/* --------------------------------------------- */ j[G
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); $2M$?4S/T
/* --------------------------------------------- */ Nv}=L
: E
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); WH@,kH@
U-(01-
Kaqc74Mv
Vl=l?A8
看了之后,我们可以思考一些问题: a;qryUyG
1._1, _2是什么? =M[bnq*\
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。
PQSP&
2._1 = 1是在做什么? jTtu0Q|
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。 4=.89T#<
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。 m{cGK`/\
_Gi4A
oC: {aK6\
三. 动工 aU "8{
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: li'YDtMKCY
JWhdMU
:tB1D@Cb6
iDz++VNV
template < typename T > Sc1 8dC0
class assignment gpvYb7Of0
{ kY|utoAP
T value; %i9E @EV
public : GxI!{oi2
assignment( const T & v) : value(v) {} U}e!Wjrc
template < typename T2 > PI:4m%[
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 17[3/m8a
} ; p6]1w]*R
4I
k{
vzs)[AD
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 8f)?{AX0
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Fg5kX
0$)>D==
6azGhxh
2Aazy'/
class holder ~Z?TFg
{ j@U]'5EVB
public : ^Y>F|;M#
template < typename T > [P=Jw:E
assignment < T > operator = ( const T & t) const ~hnQUS`A
{ ll<Xz((o
return assignment < T > (t); Hz1%x
} t?x<g <PJ4
} ; rq/yD,I,
r6MMCJ|G
;4^Rx
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: kHghPn?8]
jrlVvzZ
static holder _1; ~ Ei $nV
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ,]ma+(|
UXc-k
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); a}BYov
而不用手动写一个函数对象。 6ryak!|[
u~M
q*
Pw7]r<Q
Q_Q''j(r6b
四. 问题分析 iwZPpl";
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 F3v!AvA|
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 x=hiQ>BIO0
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 pMx*F@&nU
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ?Wr+Q
下面我们可以对这几个问题进行分析。 b9KP( _
HZzD VCU
五. 问题1:一致性 G_3O]BMKd)
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| j^j1
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 \:# L)
G~^r)fm_
struct holder fo*2:?K&
{ H1pO!>M
// J{p1|+h%
template < typename T > 5,Jp[bw{H{
T & operator ()( const T & r) const c)TPM/>(p
{ *v
jmy/3
return (T & )r; N
,'GN[s
} B4c]}r+
} ; |"X*@s\'
xaq-.IQAM$
这样的话assignment也必须相应改动: rxgbV.tx
=r?hgGWe
template < typename Left, typename Right > |C;=-|
class assignment Z58X5"
{ (Ft+uuG
Left l; jiV<+T?
Right r; ^EtMxF@D
public : k2omJ$?v
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ITE{@1
template < typename T2 > Xk~D$~4<
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
~9,,~db
} ; #l\=}#\1Wb
=t#llgi~
同时,holder的operator=也需要改动: ~9a<0Mc?
j\[dx^\=
template < typename T > )0.kv2o.
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const }>pknc?
{ Sxt"B
return assignment < holder, T > ( * this , t); 7{e
4c
} fIx+ILs
4x=v?g&
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。 %B2'~|g
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 $-OA'QwB]
BM%e0n7
return l(rhs) = r; AP n| \
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 m)ky*"(
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: :[p}
XV7Ex\D*
template < typename Tp > #px+;k5
class constant_t VZp5)-!\
{ !_]Y~[
const Tp t; O@T9x$
public : [N-Di"
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} e&|'I"
template < typename T > @wGPqg
const Tp & operator ()( const T & r) const SB;&GHq"n
{ G, }Yl
return t; }/0X'o
} \#2Z)Kz
} ; j"t(0m
WrnrFz
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ^H p; .f.
下面就可以修改holder的operator=了 @N>\|!1CC
*<$*"p
template < typename T > SXSgld2uS
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const I13y6= d
{ a=|K%ii+Y
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); j2t7'bO_
} e@L=LW>
@+&LYy72
同时也要修改assignment的operator() x77*c._3v
WA<v9#m
template < typename T2 > \#8D>i?m
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } AVsDt2A
现在代码看起来就很一致了。 JinUV6cr
s$zLiQF;
六. 问题2:链式操作 b<tNk]7
现在让我们来看看如何处理链式操作。 gldAP:
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。 AwCcK6N1
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。 HDz5&