一. 什么是Lambda hpPacN
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 hh&$xlO)(v
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, $~W5! m
&} `a"tYr
=!xX{o?64
q CYu@Ho
class filler wWiYxBeN
{ Q}KOb4D
public : Jou*e%
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} tqCkqmyC
} ; ' BS.:^
(;%T]?<9#
@z{SDM
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Qz#By V:
wK#*|
yb?Pyq.D
Hz2Sx1.i
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); V|$PO
Qa3
j-W$)c3X
{7z]+ h
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 J:Qx5;b;
/Xb4'Qj
Y%;X7VxU*
C49\'1\6
二. 战前分析 X.k8w\~
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。 V<jj'dZfW
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 J&,hC%]
%oTBh* K'o
fe98Y-e
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); HbsNF~;
/* --------------------------------------------- */ X )tH23
vector < int *> vp( 10 ); )`f-qTe
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ~ILv*v@m
/* --------------------------------------------- */ &{a!)I>
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 6AG]7d<
/* --------------------------------------------- */ UGy3B)
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); to</
/* --------------------------------------------- */ 3?]81v/
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); h%ys::\zF
/* --------------------------------------------- */ WcNQF!f
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); dB0#EJaE
PENB5+1OK
!V3+(o1
:VZS7$5
看了之后,我们可以思考一些问题: d$3md<lIB
1._1, _2是什么? >{tn2Fkg>
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 6{=U=
*
2._1 = 1是在做什么? wTU$jd1;+
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。 w|s2f`!
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。 n-cI~Ax+4
T:X*
O& Sk}^
三. 动工 $jE<n/8
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: d4;$=P
QhJN/v
A+* lV*@0
Mh-"B([Z
template < typename T > Sl,DZ!
class assignment jc
Mn
{ o?>0WSLlm
T value; XNJZ~Mowb
public : #xGP|:m
assignment( const T & v) : value(v) {} N'WTIM3W
template < typename T2 > vHcl7=)Q
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 6dr'nP
} ; l_Lz9k
Y$v #>w_M
G&{yM2:E
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 p7;K] AW
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment {\`ttc>
D!,5j_,j%
K}re{y
mnK<5KLg1
class holder JR.)CzC
{ -(:T&rfTp
public : v.Bwg7R3
template < typename T > A&t8C8,
assignment < T > operator = ( const T & t) const Za|iU`e\
{ C78g|n{
return assignment < T > (t); |nx3x
} xz!0BG
} ; w)+1^eW
AYfOETz
Cy$~H
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: [#uhMn^
49=pB,H;H
static holder _1; }={@_g#
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 hHJvLs>^
k4LrUd
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Rh^@1{yr
而不用手动写一个函数对象。 -J+1V{
~iH a^i?2*
:a;F3NJ
it\$Pih]
四. 问题分析 O~V^]
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。 q<q IT
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。 yO%^[c?
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ?m]vk|>
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Dnw^H.
下面我们可以对这几个问题进行分析。 XYWyxx5`
%eDSo9Y
五. 问题1:一致性 /'jX_
V_$|
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| + m-88
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 #ay/VlD@
yl~;!
struct holder _D{A`z
{ erEB4q+ #O
// g@>llve{
template < typename T > :VlA2Ih&q
T & operator ()( const T & r) const u>lt}0
{ TS6xF?
return (T & )r; ,M3hE/rb/
} O00;0w u
} ; i&>^"_4rc
}jCO@v;
这样的话assignment也必须相应改动: i;^lh]u
Gb`)d
template < typename Left, typename Right > S2'a i
class assignment zBy} > Jx
{ .yy*[56X
Left l; HC$%"peN1b
Right r; Wf3BmkZzz
public : GbQi3%
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} #9|&;C5',!
template < typename T2 > p"%D/-%Gu
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } qBBCnT
} ; 0QZT<Zs
5/'Q0]4h
同时,holder的operator=也需要改动: hxL?6mhY
"ZGP,=?y2
template < typename T > ,EEAxmf
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const +S4>}2N33
{ tI{]&dev
return assignment < holder, T > ( * this , t); Uyb0iQ-,s
} iZn0B5]ikj
O^~IY/[
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。 L3Y,z3/
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ;9z|rWsF
4u}Cki,vOK
return l(rhs) = r; =_-u;w1D
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。 2QaE&8vW
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: bp9RF
d{
DW7E ]o
template < typename Tp > doL-G?8B
class constant_t Zu|NF
uFI
{ J;_4
3eS
const Tp t; AA=Ob$2$
public : iRrUIWx
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} D{B?2}X
template < typename T > gEk;Tj
const Tp & operator ()( const T & r) const c@[Trk m
{ Bz } nP9
return t; c_vGr55
} ,A` |jF
} ; EF
:g0$
`(HD'f ud3
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 9Q,>I6`l
下面就可以修改holder的operator=了 }
KyoMs
!rRBy3&
template < typename T > z9S
(<