一. 什么是Lambda IVmo5,&5(
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 C9;kpqNG#u
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, 6MI8zRX
8b=_Y;
eV~goj
K<J9~
class filler :zR!/5
{ LIrb6g&xj_
public : T^q
0'#/
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} L:x-%m%w
} ; : E?V.
#A.@i+Zv
54qFfN8O
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: fc@A0Hf
'B}qZCy W
048kPXm`
XX~,>Q}H=
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ch]29
wyG;8I
:Tq~8!s
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 nRY5xRvK
:hA#m[
E\$W_Lmr
Q@H V- (A
二. 战前分析 i mM_H;-X
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。 c`Wa^(
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 -{A<.a3P}=
u= yOu^={
|cY`x(?yP
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); GKCroyor
/* --------------------------------------------- */ 9!tW.pK5
vector < int *> vp( 10 ); \j.:3Xr
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); tg/H2p^Y
/* --------------------------------------------- */ FPTK`Gd0
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); h7@6T+#WoT
/* --------------------------------------------- */ g
`4<9RMun
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); mVmGg,
/* --------------------------------------------- */ I2DpRMy
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); !o-@&q
/* --------------------------------------------- */ YbLW/E\T
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); |nF 8gh~}
L=h'Qgk%
.sA.C]f
<\FH fE
看了之后,我们可以思考一些问题: hzC>~Ub5
1._1, _2是什么? r_.S>]
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。 Vz[C=_m
2._1 = 1是在做什么? 'm9` 12H
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。 "ITIhnE
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。 P>6{&(
k_R"CKd
`,0}ZzaV&
三. 动工 tI{_y
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: @lt#Nz
1nOCQ\$l
/Q )\ +
j~QwV='S
template < typename T > Qei"'~1a
class assignment { "E\Jcjl\
{ RGX=)
T value; c"xK`%e
public : UZ$/Ni
assignment( const T & v) : value(v) {} ,=N.FS
template < typename T2 > k+4#!.HX^
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } Cls%M5MH
} ; 07 $o;W@
xwty<?dRW1
|)G<,FJQE_
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 (tQc
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment vcd\GN*4f
{BHO/q3
G#1GXFDO{
PxE3K-S)G
class holder Lh<).<S
{ [1KuzCcK}
public : b u"!jHPB
template < typename T > 0|b>I!_"g
assignment < T > operator = ( const T & t) const &VcV$8k
{ ]+$?u&0?w
return assignment < T > (t); W}1
;Z(.*
} Tb-F]lg$
} ; ;UP $yM;
UY2O Z&&
2Hv+W-6v
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: yiI1x*^
>"<Wjr8W!$
static holder _1; !g.?
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 EZ`{Wnbq
RX5dO%
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); CWS4lx
而不用手动写一个函数对象。 b_):MQ1{
xP,hTE
YgoBHE0#
FsryEHz
四. 问题分析 188*XCtjQ9
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。 5PnDN\
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。 k;L6R!V
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 :,I:usW"
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 :a)u&g@G
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Oc; G(l(
4a]P7fx-
五. 问题1:一致性 &!
?eL
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?| <"|,"hA
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 GM<-&s!Uj
Wxe0IXq3Nn
struct holder OBAi2Vw
{ &8 x-o,
// yvYad
template < typename T > vZoaT|3
G]
T & operator ()( const T & r) const eGHaY4|
{
}>X~
return (T & )r; *D3/@S$B
} IN G@B#Cl
} ; ?3xzd P
F@:'J\I}:
这样的话assignment也必须相应改动: DDH:)=;z
nj53G67y
template < typename Left, typename Right > Wiu"k%Qsh
class assignment
U`m54f@U
{ }AH]
th
Left l; Z)aUt
Srf
Right r; _f:W?$\ho
public : 3Ims6I]
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} #
4PVVu<
template < typename T2 > &pp|U}
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } :[!j?)%>
} ; ]P?vdgEM&
C 6AUNRpl
同时,holder的operator=也需要改动: Z/;aT -N
Nu7
!8[?r*
template < typename T > w*JGUk
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ^]-6u:J!
{ Q)[C?obd v
return assignment < holder, T > ( * this , t); >
"=>3
} 6f*CvW
& 9 ?\b7
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。 [1
9,&]z
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 qm o9G
0=E]cQwh
return l(rhs) = r; *ppffz
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。 xX4N4vb
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: "!%l/_p?
%F4%H|G
template < typename Tp > `lt"[K<
class constant_t Gk /fBs
{ X(-4<B
const Tp t; n#OB%@]<V
public : J6FV]Gpv
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ?m?::R H
template < typename T > r|Tcfk]%
const Tp & operator ()( const T & r) const K&K