一. 什么是Lambda Y<u%J#'[
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 jdLu\=@z
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, J5HN*Wd
1
z~|SmP1
4].o:d;`/
6dmb
bgO)
class filler b_ak@LYiu
{ UWEegFq*
public : U65l o[
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} :IBP "
} ; \O4s0*gw
Z5n-3h!+ED
w|]Tt="
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: Z$g'h1,zW
vanV |O
VBQAkl?(}4
l"(PP3
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); Gp
\-AwE
\Cu=Le^
k(pJVez
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 U3z23LgA
YJMs9X~3
bL`\l!qQx;
Exqz$'(W9
二. 战前分析 dQ7iieT
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。 wM4{\ f\
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 qqe"hruFJ
$kxP5q%9
$u.rO7)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); (*P`
/* --------------------------------------------- */ ;akW i]
vector < int *> vp( 10 ); 3vcyes-U
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Ahl&2f\
/* --------------------------------------------- */ OblHN*
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); O|+ZEBP
/* --------------------------------------------- */ :e=7=|@7
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); =oIt.`rf
/* --------------------------------------------- */ >J3mta3
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); \XmplG:
/* --------------------------------------------- */ |9%~z0
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); {q`8+$Z;
(J %4}Dm
]
1pIIX}
p<H_]|7$7U
看了之后,我们可以思考一些问题: 1t^y?<)
1._1, _2是什么? ?k4Hk$V
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。 G#e]J;
2._1 = 1是在做什么? \fEG5/s}T
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。 kJJiDDL0;*
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。 G-2~$ u
q[VQ?b~9
AV2Jl"1)z
三. 动工 $)"T9$>$
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: U`=r.>
j@(S7=^C6%
%;ED}X
HBR/" m
template < typename T > Z2m^yRQ(
class assignment 8)eRm{
{ U ->vk{v
T value; s=-?kcoJ2d
public : 6]%=q)oL[
assignment( const T & v) : value(v) {} d;p3cW"
template < typename T2 > H @k}
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ]:D&kTc
} ; t2{(ETV
-e(<Jd_=
*5BVL_:~J
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 jd ;)8^7K
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment z+;$cfN
}wn|2K'
:FC)+OmJ
hNZ_=
<D!
class holder ~&p]kmwXSX
{ q6$6:L,<
public : {'A
15
template < typename T > FT~c|ep.
assignment < T > operator = ( const T & t) const M !"Q7>d
{ mfI[9G
return assignment < T > (t); ]Xnar:5
} 2= ;ZJ
} ; hfLe<,
";(m,if-
qXq#A&
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: nbP}a?XC
flqr["czwK
static holder _1; _ymSo`IvR
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 hs;|,r
d7b`X<=@s
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 0 fT*O
而不用手动写一个函数对象。 y~#5!:Be
rwUhNth-Qh
^0>^5l'n
,e1c,}
四. 问题分析 uGXvP(Pg'
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ~I>|f
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 W`_Wi*z4
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 2& Hl
wpx
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 6zU0 8z0-
下面我们可以对这几个问题进行分析。 rt vLLOIO
~l'[P=R+8
五. 问题1:一致性 Et*LbU
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| "7+^`?
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 4IfkYM
`_Iyr3HAf
struct holder 9m>L\&\_e
{ Th%w-19,8
// KS~Q[-F1P
template < typename T > &f 'Lll
T & operator ()( const T & r) const `O3#/1+
{ Om:Gun\%
return (T & )r; t"%~r3{
} AM!P?${a
} ; otjT?R2g'
^8oN~HLZ
这样的话assignment也必须相应改动: p +JOUW
AX@bM
template < typename Left, typename Right > \ :@!rM
class assignment Y(rQ032s
{ (0 t{
Left l; 4xs>X7
Right r; }W " i{s/
public : B\AyG4J
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} r\b$/:y<e
template < typename T2 > P!9-!+F"
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Ve[Kv07
} ; :X9;KoJl-V
@Kbj:S;m
同时,holder的operator=也需要改动: CWp>8@v
O>rz+8 T
template < typename T > &JLKHwi/
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const fF/;BSq'
{ 8j&1qJx)
return assignment < holder, T > ( * this , t); O>X!78]#K
} js)E:+{A,
'2|mg<Ft
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 I
%1P:-
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 CD?b.Cxai
Us&~d"n
return l(rhs) = r; vy5{Vm".4
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 'g)5vI~'
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 25xt*30M
#CeWk$)m
template < typename Tp > o~:({
class constant_t &{M-<M
{ \3U.;}0_X
const Tp t; 9ys[xOh
WM
public : >>-{AR0
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} G7-.d/8|^
template < typename T > W}(xE?9&
const Tp & operator ()( const T & r) const xWQQX
{ M _Lj5`
return t; uZ1G,9
} "[L+LPET
} ; Jn0L_@
Tt0]G_
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 SV2\vby}C
下面就可以修改holder的operator=了 ~ebm,3?
czo*_q%
template < typename T > /4*>.Nmb,f
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ^?0WE
{ y3'K+?4
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ^jo*e,y:
} BXl
Y V"
a!x?Apww
同时也要修改assignment的operator() <