一. 什么是Lambda p!EG:B4
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 MkWbPm)
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, Lb?0<
)d>Dcne
ZAgtVbO7
eH~T PH
class filler rP#&WSLVj
{ </b_Rar
public : `O!yt
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} bAld'z#
} ; mnx`e>0
;M"[dy`dY
rH'|$~a
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: B>[myx
^\r{72!y
ikO9p|J
@k\,XV`T~t
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); wRZS+^hx
'wWuR@e#&
hxt;sQAo{
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 q3`~uTzk
q.j$]?PQ
C=bQ2t=Z
U;M! jj
二. 战前分析 Gz4LjMQ
&
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。 7eW6$$ju,N
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 C}ASVywc,1
Qjd]BX;
Zy|u5J
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); f ~bgZ
/* --------------------------------------------- */ P0RtS1A
vector < int *> vp( 10 ); >Bu_NoM
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); wxN&k$`a
/* --------------------------------------------- */ S4rm K&
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); DQ&\k'"\
/* --------------------------------------------- */ Oc-ia)v1G
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); _:FD#5BZ1
/* --------------------------------------------- */ )P,pW?h$
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); cM\BEhh
/* --------------------------------------------- */ mex@~VK
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); P.jy7:dB,
%/BBl$~ji
221}xhn5
Htfq?\ FD
看了之后,我们可以思考一些问题: "1`w>(=
1._1, _2是什么? %-BwK
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 aimf,(+
2._1 = 1是在做什么? Qwp2h"t`
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 m*\LO%s]E
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ":qS9vW
2`> (LH
orbz`IQc
三. 动工 hLVgP&/E
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: c[$i )\0
*_]fe&s=%
$.31<@T7
'v=BAY=Ef
template < typename T > ap,zC)[
class assignment MZqHL4<|
{ ,XI=e=
T value; g4{0
public : F~~9/#
assignment( const T & v) : value(v) {} T!Lv%i*|Y
template < typename T2 > %Aa_Bumf*:
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } )6eFYt%c
} ; K92M9=>
@, AB2D
O&}R
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 rDu?XJA
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment KuEM~Q=
R]RLy#j
SR`A]EC(V
d*=qqe
H
class holder GaV OMT
{ 6j!a*u:}"
public : ;iJ}[HUo
template < typename T > ywB0
D`s'
assignment < T > operator = ( const T & t) const h 0)oQrY
{ NRk^Z)
return assignment < T > (t); O;T)u4Q&3
} %eGD1.R
} ; M'oQ<,yW-
Xn5LrLM&
c{39,oF
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: j 20mZ
9*Fc+/
static holder _1; Y&y<WN}Q
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 F!2VTPm9z
YG)7+94
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ,u!_mV
而不用手动写一个函数对象。 W)Y:2P<.
uC6e2py<[
2z1r|?l
Ik@MIxLK
四. 问题分析 KXUJ*l-5
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ju4wU;Nu
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Hq>rK`
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 O* )BJOPa
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Zm(}~C29
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Uo[`AzD3
]iZ-MG)J
五. 问题1:一致性 ;<%d^
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| PWyFys
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 +eop4 |Z
y+izC+
struct holder A2Iqn5
{ g91xUG
// ZS@R ?
template < typename T > I;9DG8C&v*
T & operator ()( const T & r) const JD AX^]
{ KqNsCT+j
return (T & )r; f917F.1I
} k9c`[M
} ; Xob(4
D2io3Lo$ov
这样的话assignment也必须相应改动: }/g1
v[a4d&P
template < typename Left, typename Right > ZB5NTNf>
class assignment u!b0<E
{ RhE|0N=
Left l; zP/SDW
Right r; s8k4e6ak
public : XHY,;4
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} LrV|Y~
template < typename T2 > "\M3||.!
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } s5X51#J#~
} ; En0hjXa
ENf(E9O
同时,holder的operator=也需要改动: [kPl7[OL
Kn2W{* wD
template < typename T > _cJ\A0h^
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const x7xQrjE
{ C.se/\PE
return assignment < holder, T > ( * this , t); 59?$9}ob
} HLh]*tQG
lvUWs
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。 ESe$6)P
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 KnK\X>:
v,US4C|^3i
return l(rhs) = r; j"&Oa&SH
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ,ZnL38GW
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: lnV!Xuf
cQ0+kX<
template < typename Tp > yW i?2
class constant_t \x"BgLSE
{ YCyh+%Q(
const Tp t; |;YDRI
public : cOP%R_ak?
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} vnX~OVz2
template < typename T > <_4'So>
const Tp & operator ()( const T & r) const }w)wW1&
{ ]YB,K)WQ
return t; -?ebkHe
} i\RB KF
} ; a3:1`c/~\
a%wa3N=v
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ?nf4K/IjZ!
下面就可以修改holder的operator=了 0'R}'
EsLtC5]
template < typename T > KU_""T
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const @%6"xnb`
{ ]yas]5H
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ~B`H5#
} \Pd>$Q
CW~c<,"
同时也要修改assignment的operator() zBqNE`
-nB.
.q
template < typename T2 > tj
tN<