一. 什么是Lambda Jms=YLIAA
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 q1STRYb
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, =PV/`I_h
;8BA~,4l
{wcO[bN
juH wHt
class filler yE}BfU { .
{ 9WOu8Ia
public : d`85P+Qen|
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} sA3UeTf
} ; k'g$2
%06vgjOa (
c&
3#-DNI
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: <8f(eP\*F
}~rcrm.
QGXQ {
B "*`R!y
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); `v~!H\q
$Y6 3!*
V`by*s
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 #XcU{5Qm5
-/zp&*0gcx
<>]1Y$^Y
pL! a
二. 战前分析 IJ0#iA. T
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。 7RD$=?o O'
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 #K|0laul
\04mLIJr9
Gbn4*<N
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 3524m#4&@
/* --------------------------------------------- */ Qo.Uqz.C
vector < int *> vp( 10 ); vGMJ ^q
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); _PV*lK=
/* --------------------------------------------- */ mW~P!7]
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); U_l7CCK +
/* --------------------------------------------- */ G,=F<TnI'
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); Hng!'
/* --------------------------------------------- */ 7D
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
#I;D
/* --------------------------------------------- */ qcYNtEs*c
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); y+A{Y
tfA}`*$s
%kq ^]S2O
yc[(lq.^n
看了之后,我们可以思考一些问题: g,=^'D
1._1, _2是什么? b~*i91)\
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。 F?cq'd
2._1 = 1是在做什么? 5/ * >v
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。 VRF6g|0;
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。 t7bqk!6hM\
SRItE\"Xe
ei|cD[
NY
三. 动工 rGQ5l1</
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: MxTmWsaW
]-:1se
781]THY=
\Tyf *:_F>
template < typename T > 1Cv#nhmp
class assignment 84^[/d;!
{ E M Q4yK
T value; dMV=jJ%Y
public : bK4&=#Zh
assignment( const T & v) : value(v) {} x,\!DLq:p
template < typename T2 > Oc~aW3*A(
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } B6MkF"J<
} ; %'0&ElQ
ybE[B}pOeZ
?}8IQxU
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ?mU\
N0o
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 3;l "=#5
Yb6q))Y
W Y:s
gG
6G}c1nWU
class holder B.*"Xfr8
{ 1"YpO"Rh
public : AF$\WWrB
template < typename T > K&dT(U
assignment < T > operator = ( const T & t) const DW|vMpU]u
{ kiX%3(
return assignment < T > (t); gu<V(M\
} C
) ?uE'
} ; Kt6>L5:94
c`jDW S
% O%xpSYr
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: YB5dnS"n
\bold"
static holder _1; 3D_"yZ
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ){ gAj
M{E{N K
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); NXI[q'y
而不用手动写一个函数对象。 hcyO97@r
S-!=NX&C
0
iRR{a<
"hPCQp`Tj
四. 问题分析 <lj\#'G3
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 R ]P;sk5
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 >1ZJ{se
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 6 P*O&1hv
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 sS9%3i/>
下面我们可以对这几个问题进行分析。 :1;Q(9:v
+EkW>$
五. 问题1:一致性 sV2iITFp
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?|
;:OsSq&
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 FN?3XNp.
5I' d PNf
struct holder QVtM.oi!Q
{ au$"B/
// AVFjBybu9
template < typename T > J@]k%h
T & operator ()( const T & r) const w4%AJmt
{ B4Lx{uno
return (T & )r; ,S!w'0k|n
} CW`!}yu%
} ; f Iy]/
>emcJVYV`[
这样的话assignment也必须相应改动: *||d\peQ
g_z/{1$
template < typename Left, typename Right > t&}6;z 3
class assignment y LM"+.?pL
{ rMp9jG@3
Left l; /;oqf4MF
Right r; u
#~;&D*q
public : 5<+KR.W
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} K5k?H
template < typename T2 > h{_*oBa
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 0m)&YFZ[(
} ; 4l @)K9F
|/T43ADW
同时,holder的operator=也需要改动: ?KP}#>Ba@
>|*yh~
template < typename T > 'jjb[{g^}}
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const $$1qF"GF
{ gQouOjfP
return assignment < holder, T > ( * this , t); RiR:69xwR*
} e;ty !)]
>EP(~G3u
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。
4["&O=:d
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 -JV~[-,
p]ivf
return l(rhs) = r; GEe`ZhG,
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。 J/ W{/E>;
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: RU&_j*U
_Qd,VE
8u
template < typename Tp > o6L9UdT
class constant_t !')y&7a~
{ n]N 96oD
const Tp t; (OmH~lSO.
public : r;m`9,RW
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} |vILp/"9=W
template < typename T > O#_b7i
const Tp & operator ()( const T & r) const <Kt3PyF
{ >M;u*Go`QO
return t; L*JPe"N-e
} ;>"nn
VW
} ; P Sx304
g/Wh,f3
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 i::\Z$L";i
下面就可以修改holder的operator=了 '2nqHX
D
e3m*i}K}
template < typename T > A3{0q>CC
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const kXc25y'blP
{ 9uYyfb:
,z
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ga0'zo9K
} OB^Tq~i
PQ U]l"A
同时也要修改assignment的operator() ,)fkr]`<
%fjuG
template < typename T2 > q/gB<p9
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
p{Sh F.
现在代码看起来就很一致了。 >e&