一. 什么是Lambda R)G'ILneV
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 `| R8WM
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, *1%=?:$(r6
P),%S9jP;
vJXd{iQE@C
H+_oK
]/
class filler r}03&h~Hc&
{ QT^(
oog=
public : :tR%y"
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} E39:}_IV
} ; Cg )#B+
%l3RM*zb
vad" N
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: /"Rh
bE
KasOh"W.P
EYG&~a>L*
uyAhN
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); cS{ l2}E
j:U>V7Kn3~
z,/dYvT<
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 6o6!Ol
mX,#|qLf
} vcr71u
v-OGY[|97
二. 战前分析 Ya\G/R
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 _%<7!|"
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 KGK8;Q,O
_H:SoJ'
(;Lz`r'
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); =fG(K!AQ
/* --------------------------------------------- */ g/VC$I!'
vector < int *> vp( 10 ); BAqu@F\):
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); q_HD`tW
/* --------------------------------------------- */ 9n9/[?S
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); <*4=sX@
/* --------------------------------------------- */ M(oW;^B
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); <2|x]b8
/* --------------------------------------------- */ 1~Pht:,t
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); REFisH-
/* --------------------------------------------- */ f\/};a
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); gU+BRTZ&x
(Grj_p6O
F
\} Kh3
`b9oH^}n j
看了之后,我们可以思考一些问题: 0Dh a1[=
1._1, _2是什么? ?V*>4A
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。 {SK8Mdn
2._1 = 1是在做什么? *7!}[ 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。 x40R)Led
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。 Mzxz- cE
P\SD_8
/Tv<
l
三. 动工 oHeo]<Fbv
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ,{zvGZ|
MQ,$'Y5~H
1Rl`}7Km
r!Mr\
template < typename T > HjnHl-
class assignment -pkeEuwv{
{ azOp53zR
T value; t(}&<<1Bz
public : wiwJD}3h'
assignment( const T & v) : value(v) {} nC>#@*+jK
template < typename T2 > ;O5NZa!.73
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } j7"E0Wc^o_
} ; ~zYp(#0op
'HOcK8}b
#1m!,tC
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ?]5wX2G^|J
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment /0@}7+&
q+)KY
:4)mv4Q
w8{deSdfP
class holder ;&:UxmTf
{ &TC
public : r Ld,Izi
template < typename T > U76:F?MH
assignment < T > operator = ( const T & t) const X*FK6,Y|(
{ : PQA9U|
return assignment < T > (t); *OsXjL`f
} O#u)~C?)8
} ; 'OF)`5sj
I<[(hPQUf
qn4Dm ^
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: \a|gzC1G
2.; OHQTE
static holder _1; ZO0_:T#Z
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 _KD(V2W
s'LG3YV-<
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); R`s /^0
而不用手动写一个函数对象。 Rzb663d
(y(V,kXwa8
TXrC5AJx
oZOFZ-<
四. 问题分析 =E
|[8 U)
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。 ym ,S/Uz
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。 gs0,-)
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 :%!SzI?
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ,[cWG)-
下面我们可以对这几个问题进行分析。 E}"&?oY
%M'"%Yn@(y
五. 问题1:一致性 hi.{
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?| 1u&P,&T
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 C ,fIwqOr3
'n>|jw)
struct holder %f:'A%'Qb
{ JTz1M~
// 1
C[#]krh
template < typename T > BDB-OJ
T & operator ()( const T & r) const ;39{iU.m
{ h ]MSjC.X
return (T & )r; UbMcXH8=F
} !4*@H
} ; ^z)lEO
]~a!O
这样的话assignment也必须相应改动: HjV^6oP
1f}S:Z
template < typename Left, typename Right > 6E_YQbdy
class assignment iB]kn(2C
{ ODEy2).
Left l; [ >vS+G
Right r; y& Dd
public : {P = {)
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ybYSz@7
template < typename T2 > ]FFU,me2
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } /Ee0S8!Z!1
} ; .h7b 4J
sav2 .w
同时,holder的operator=也需要改动: CTPn'P=\C
);,#H`'
template < typename T > y`(z_5ClT
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const *w@>zkBl
{ 6j`
waK
return assignment < holder, T > ( * this , t); MJ92S(
} 6^ /C+zuX
%|-Rh^H[JK
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。 ytAhhwN~
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 f_z2d+
t^h>~o'\
return l(rhs) = r; VfZ/SByh7p
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。 9Ft)VX
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 59EAqz[:
*[vf47)r!
template < typename Tp > Gg-<3z
class constant_t `
0\hm`
{ Z?v9ub~%
const Tp t; c4;
`3
public : ]v9<^!
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} -Mv`|odY/
template < typename T > m6IZGl7%
const Tp & operator ()( const T & r) const &/7GhZRt
{ k+s<;{
return t; } [75`pC~O
} e7hPIG
} ; <BO|.(ys
*$hO C%(
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 -iJ[9O
下面就可以修改holder的operator=了 xQmk2S`
y
G`)I _uO
template < typename T > [&Qrk8EN
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ! Noabt
{ 8fDnDA.e
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); OZISh?
} tcRK\
w5&UG/z%l
同时也要修改assignment的operator() q.g!WLiI
6
#QS5
template < typename T2 > 1F$a
My?
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
YemOP9
现在代码看起来就很一致了。 {8UBxFIM(
rj:$'m7
六. 问题2:链式操作 $jw!DrE
现在让我们来看看如何处理链式操作。 z:fd'NC
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 mBnC]$<R
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。 uF<F4m;
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 @V<