一. 什么是Lambda `ih#>i_&
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 *m6*sIR
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, kPnuU!
]/mRMm9"3h
Yp$@i20
w#sP5qKv8
class filler S~ y.>X3"P
{ z+?48}
public : i_$?sg#=yk
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 2bpFQ8q
} ; 7.
eiM!7g
h{PJ4U{W
<FvljKuq+
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: 8KzH
-
_<)HFg6
=?hbi]
H|cxy?iJ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 1a#R7chl
mldY/;-H!1
(`f)Tt=`
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ("J_< p
{6wy}<ynC+
9:Z|Z?>?
aS+i`A :a
二. 战前分析 MIc(B_q
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。 zOL*XZ0c
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 8w3Wy<}y
T(*A0
uq]E^#^
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 5=.mg6:
/* --------------------------------------------- */ @N\
Ht'f
vector < int *> vp( 10 ); mgBxcmv
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 0MOn>76$N
/* --------------------------------------------- */ wq#'o9s,
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); =ZARJ40L
/* --------------------------------------------- */ 3>^S6h}o
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); l{3ZN"`I
/* --------------------------------------------- */ jTok1k
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); l @r`NFWD@
/* --------------------------------------------- */ RgVg~?A@
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); '/F~vSQsR
o@|kq1m8
!p70g0+
xb^M33-y
看了之后,我们可以思考一些问题: E._ [P/PB
1._1, _2是什么? fH_Xm :%
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。 I8:G:s:
2._1 = 1是在做什么? 'i8?]`
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。 4"V6k4i5
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。 S)A;!}RK6
Ns[.guWu-
%VgK::)r
三. 动工 d#HN'(2t
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ; 5!8LmZ0#
;:ocU?
$/P\@|MqYQ
8EZ,hY^
template < typename T > 9CHn6 v ~)
class assignment P6 mDwR
{
1);E!D[
T value; ev(E
public : yTU'voE.|
assignment( const T & v) : value(v) {} :J6FI6
template < typename T2 > [N*`3UZk"
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } `qr.@0whP
} ; cN#f$
kX'a*AG
!Ka~X!+\
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 X0%BE!
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment <+;
cgF!+
1?#Wg>7'
$
4A!Y
Z+! 96LR
class holder )yv~wi
{ ut9R]01:
public : P,SI0$Z
template < typename T > [E/^bM+
assignment < T > operator = ( const T & t) const )mRKIM}*W
{ C=PV-Ul+
return assignment < T > (t); ZY> u4v.
} %'[ pucEF
} ; 0:k
MnHn\
w'!J
[wjH;f>SQ
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: <x1H:8A
H6-{(:
*<
static holder _1; {]:B80I;2
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 O6r.q&U
Q02:qn?T
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Xw9"wAj
而不用手动写一个函数对象。 .1?7)k
v
`v$Bib)
{c:ef@'U
h5m6 )0"
四. 问题分析 wi-{&
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。 qt#4i.Iu+
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。 %p.hwgvnp
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 O7tL,)Vv
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Nx4X1j?-n
下面我们可以对这几个问题进行分析。 }WG -R
z`rW2UO#a`
五. 问题1:一致性 .(8eWc YK
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?| =)y=39&;/
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 lIL{*q(
,V:RE y
struct holder TGQDt|+Z
{ ;Ajy54}7
// N&+DhKw
template < typename T > mnWbV\ VY
T & operator ()( const T & r) const W/|C
{ @V#
wYt
return (T & )r; 9]TvLh3
} "t)|N
dZm
} ; ;X2 (G
J*CfG;Y:
这样的话assignment也必须相应改动: 5mYI5~
p
I`}<1~ue
template < typename Left, typename Right > Qz?r4kR
class assignment ) _O6_
{ qfzT8-Y
Left l; ;Cqjg.wkB
Right r; N?;5%pG
<
public : B[Fuy y?
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} eFeWjB'<7
template < typename T2 > Ayi
Uz
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } az ?2
} ; $C !Mk
k/ ZuFTN
同时,holder的operator=也需要改动: 9d!}]+"d42
-a$7b;gF
template < typename T > XZ8;Ow=
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const mh8~w~/[
{ aF\?X&|
return assignment < holder, T > ( * this , t); We*)RXm%
} n/]$k4h
pu*vFwZ
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。 Y4|g^>{<ni
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 g"Z X1X
R7 *ek_
return l(rhs) = r; Li;(~_62a]
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。 i\?P>:)
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: \aO.LwYm;:
a,N?GxK~
template < typename Tp > nu#_,x<LS
class constant_t %L9A6%gr
{ (^Kcyag4
const Tp t; D;0xROW8{
public : U'acVcD
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 1$Pn;jg:
template < typename T > 8oj-5|ct
const Tp & operator ()( const T & r) const <KDl2>O
{ cAE.I$T(
return t; yxa~Rz/
} 3yAzt*dZ
} ; vYNh0)$%F
}3Y3f).ZW
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ?=uw0~O[
下面就可以修改holder的operator=了 61J01(+|
97um7n
template < typename T > Ng} AEAFp
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const "HQH]?!k
{ Y Hv85y
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); q(yw,]h]{
} zoV-@<Eh
L.xzI-I@D
同时也要修改assignment的operator() SAEr $F^
,e
~@
template < typename T2 > yv<