一. 什么是Lambda "3i=kvdz
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 YbrsXp"
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, [=Yfdh
M8S
kEQ${F{
@: s |X
X>#!s Lt
class filler QxmVImn"
{ FFNv'\)
public : |h,aV(Q
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} +FoR;v)z=F
} ; t3 q0|S
ci^+T *
!.'@3-w]
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: |'2E'?\/x
P2`!)teN
~ 0x9`~
;Vad| -
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 9*%Uoy:
;,y9
46dh@&U
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 EnrRnVB
RJ%~=D
5UwaBPj4
q
lL6wzq,
二. 战前分析 TY,w3E_
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。 (,E.1j]ji
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 LV&tu7c
.jhuC#x{/
#GYCU!
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); r)dT,X[}F
/* --------------------------------------------- */ $zTjh~ 9
vector < int *> vp( 10 ); dOFxzk,g&R
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); H5Rn.n( |
/* --------------------------------------------- */ CW Y'q
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); tF)aNtX4^
/* --------------------------------------------- */ L44-: 3
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); Mp~E$f
/* --------------------------------------------- */ 1@H3!V4
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); MdWT[
/* --------------------------------------------- */ 0j1I
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); FxC@KZG
_wg6}3
LmLV2f
@>J4K#"
看了之后,我们可以思考一些问题: ?<Dinq
1._1, _2是什么? Rp)82-
.
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。 m&OzT~?_>N
2._1 = 1是在做什么? IN!m
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[0@3"}}
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。 aT#R#7<Eg
5w`v
3o
!V.'~xj
三. 动工 S)GWr"m-
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: f4zd(J
=@m|g )
.h^."+TJ
-O_5OT4
template < typename T > x~}RL-Y2o
class assignment ?0+D1w
{ er}/~@JJ
T value; 1dOVH7
public : 4ow)vS(
assignment( const T & v) : value(v) {} "qb3\0O
template < typename T2 > _.Y?BAQ
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } c{j0A;XMS
} ; H~@E&qd
@R?S-*o
OFCOMM
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 `,&h!h((
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment gydPy*
^zQ;8)ng
U]fE(mpI9
pHY~_^B4&
class holder )[6H!y5
{ z48,{H6h
public : j3 ~: \H
template < typename T > JPgV7+{b[
assignment < T > operator = ( const T & t) const '1=t{Rw
{ MZE8Cvq0
return assignment < T > (t); X#(?V[F]
} x<"e} Oo
} ; &@A(8(%
dapQ5JT/
JcZs\ fl9
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: ?G1-X~Z8
H.j(hc'
static holder _1; 6d,jR[JP
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 bxO8q57
2<yE3:VX
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 0,nDyTS^
而不用手动写一个函数对象。 ]xA;*b;|h
5>q|c`&}E
7[:9vY
DPi%[CRH
四. 问题分析 f>5{SoM
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。 $\$5::}r
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 1A">tgA1
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 @Wy>4B^
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 T?)?"b\qz
下面我们可以对这几个问题进行分析。 :=^JHE{
vj^vzFb K
五. 问题1:一致性 ;&P%A<[`
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| N/Z3 EF_
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ;58l_ue
s6w</
struct holder yEy}
PCJ&
{ Sq}hx
// rFSLTbTf
template < typename T > &2MW.,e7s
T & operator ()( const T & r) const (J][(=s;a
{ LqPn$rZ|$
return (T & )r; zhU)bb[A
} c{6!}0Q4
} ; MMD4b}p
fC2e}WR
这样的话assignment也必须相应改动: Ej
ip%m
4\Y2{Z>P?
template < typename Left, typename Right > b|wCR%
class assignment _NA0$bGN9
{ GrW+P[j9
Left l; 1Qtojph
Right r; &n6mXFF#>P
public : N0sf
V
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 4_8%ZaQ\.?
template < typename T2 > a [iC!F2
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } %7Z_Hw
} ; y|nMCkuX
9PVM06
同时,holder的operator=也需要改动: )Rn}4)9!iT
7:I`
~ @m
template < typename T > Ja|! fT
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ,-&ler~[
{ \('8_tqI"
return assignment < holder, T > ( * this , t); ( N~[sf?&
}
RN'|./N
|%g^6RN
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。 A/,7%bB1
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 #q%xJ[
c</d1x T
return l(rhs) = r; OnC|9
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。 s 9PD[u/y
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: amK?LDf]
Ajr]&H4
template < typename Tp > :z56!qU
class constant_t ~#&bDot
{ +g<2t,
const Tp t; cnXIE{9M
public : Fa,a)JY>
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} v-3In\T=^
template < typename T > jmmm0,#D
const Tp & operator ()( const T & r) const 4WG~7eIgy
{ !uii|"
return t; @3K)VjY7
} YW}q@AY7
} ; (!&cfabL
t]#y}V
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 h-=3b
下面就可以修改holder的operator=了 ><viJ$i
WQ<J<$$uu
template < typename T > { ,/mQ3
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 3 ~0Z.!O
{ KcglpKV`
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); E5UI
} zy~vw6vu
ji="vs=y
同时也要修改assignment的operator() u{,e8. Z
Aj#CB.y
template < typename T2 > d,CtlWp
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } znw\Dn?g
现在代码看起来就很一致了。 4*g`!~)
Pdmfn8I]%
六. 问题2:链式操作 :[m;#b
现在让我们来看看如何处理链式操作。 rJ4O_a5/
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。 D+]#qS1q
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。 CDQ}C=4
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。 _{)e\n
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct y5 $h
ZMy0iQ@
template < typename T > J4#t1P@Na
struct result_1 Kgbgp mW
{ k, &