一. 什么是Lambda hgPa6Kd
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 HiZ*+T.B
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, uXn1
'K<'2
y
[}.yyye
0XE4<U
u_oaebOrpP
class filler -|$@-fY;
{ La`N PY_:>
public : C5o#i*|
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} (A9Fhun
} ; *4\:8
~vm%6CABM
]cHgleHQ
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: (C\]-E>
>mwlsL~X
h4fJvOk|!
j#!IuH\]
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); c"f-3kFv
NcBIg:V\c
y%"{I7!A
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 %O|iE M
~Y^+M*
XO.jl" xu
\ 2M_\Q`NY
二. 战前分析 n(1l}TJy
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。 <FV1Wz
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 ?gA 8x
jys :5P
L+b6!2O,
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); $*^7iT4q_t
/* --------------------------------------------- */ f\|w'
vector < int *> vp( 10 ); o_izl\
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Ri<u/ ]oR"
/* --------------------------------------------- */ 5TH~.^`Fi
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); LBw1g<&
/* --------------------------------------------- */ (nQ^
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); KI"#f$2&
/* --------------------------------------------- */ `KZm0d{H
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); zfJT,h-{
/* --------------------------------------------- */ 8I =2lK
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); uy>q7C
is?{MJZ_
=x/X:;)>
!z\h|wU+
看了之后,我们可以思考一些问题: yuh *
1._1, _2是什么? /:cd\A}
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。 Yj&F;_~
2._1 = 1是在做什么? hZm"t/aKc
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。 \[;0KV_
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。 xK>*yV
Z%gh3
`}p0VmD{NE
三. 动工 %Hu5K>ZNYp
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: pIc#L>{E
p?02C#p
lov!o:dJ
eb?x9h
template < typename T > 4S7v:1~xe
class assignment ))qy;Q,
{ .#EFLXs
T value; vx{}}/B]J
public : FnwJ+GTu
assignment( const T & v) : value(v) {} M`0V~P`^
template < typename T2 > atj(eg
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } T6'^EZZY
} ; ><4<yj1
EfqX
y>W
T~-ycVc
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 %U/(|wodd
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment F|`Hm
2_>N/Z4T
1s\Wtw:
Q1Kfi8h}'
class holder L7l
FtX+b
{ n3WlZ!$
public : 11 NQR[
template < typename T > <]ox;-56
assignment < T > operator = ( const T & t) const Usvl}{L[
{ jVi) Efy
return assignment < T > (t); EAUEQk?9
} b1cy$I
} ; z 'Hw
Y_liA
"MeVE#O
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 0S"mVZ*P
a
.#)G[*
static holder _1; Zpt\p7WQ
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 !t"4!3
y
RqL9t
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); YP oSRA L
而不用手动写一个函数对象。
l]5KN
,~U>'&M;
-OV&Md:~
6jaEv#
四. 问题分析 {p2!|A&a
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 m!!/Za
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 z^B,:5Tt
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 [g|_~h
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 iI T;K@&
下面我们可以对这几个问题进行分析。 M/f<A$xx_
E_rI?t^
五. 问题1:一致性 }rUN_.n4z
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?| ,>a&"V^k
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 gjyYCjF
6q\bB
struct holder [>I<#_^~
{ (XTG8W sN
// uo9B9"&
template < typename T > ,L2ZinU:
T & operator ()( const T & r) const Y(ykng
{ s[>,X#7 y
return (T & )r; Qp5VP@t
} CZwXTHe
} ; g/d<Zfq<{
#lo6c;*m5
这样的话assignment也必须相应改动: KAJi
`,(4]tlL
template < typename Left, typename Right > Pbn*_/H
class assignment )u&|_&g{}J
{ n+9=1Oo"
Left l; ?=msH=N<l
Right r; AR%4D3Dma
public : `g?Negt\v
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Dj?> <@
template < typename T2 > HyQJXw?A:
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } `{h*/Q
} ; qBQ?HLK-
net@j#}j-
同时,holder的operator=也需要改动: Qy<P463A(l
8FK/~,I
template < typename T > BwEN~2u6
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Pj^{|U2 1
{ wWP}C D
return assignment < holder, T > ( * this , t); 1-uxC^u?|#
} 2jItq2.>
2zA4vZkbcw
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。 W(Fv
l
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 tS5hv@9cWx
UgSB>V<?
return l(rhs) = r; NNR`!Pty
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。 |A~jsz6pI
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ~W'{p
f}ji?p
template < typename Tp > d"mkL-
class constant_t 6'5 7
{ 8^2oWC#U(
const Tp t; U$.@]F4&
public : dL 1tl
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} DJ k/{Z:
template < typename T > 5lmHotj#
const Tp & operator ()( const T & r) const b5I I/Y
{ _/$Bpr{R
return t; 6<SAa#@ey
} }'V5/>m[
} ; kx{{_w
jD]~ AwRJ
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ZY= {8T@
下面就可以修改holder的operator=了 A RuA<vQ
L#?Ek-
template < typename T > 4r#= *
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const {X+3;&