一. 什么是Lambda MhJ`>.z1
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ]k,fEn(
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, PE4{;|a }
kdoE)C
wvUph[j}J
<-lz_
class filler `ZNjA},.
{ pwu5Fxn)
public : g5T~%t5lo
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} u 6%56 %^f
} ; 5Impv3qaZ
u
|f h!-
! Noabt
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: 8fDnDA.e
Dnd
s"sX#l[J
g@1MImc'!
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); sAnH\AFm
3mBrnq]j>
q=R=z$yr
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 :b.#h7Qt<
<p<gx*%
z?yADYr9
$'&`k,a3|P
二. 战前分析 bBDgyFSI<
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。 u' r;-|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 d<Z`)hI{K
\kg2pF[V
J 0s8vAs
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); p*dez!
/* --------------------------------------------- */ 3Um\?fj>}(
vector < int *> vp( 10 );
o>W}1_
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ?j $z[_K
/* --------------------------------------------- */ ,q:6[~n
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); : ;d&m
/* --------------------------------------------- */ #s]]\
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); #}B~V3UD
/* --------------------------------------------- */ KIuYWr7&
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); rW1>t+
/* --------------------------------------------- */ \!631FcQ
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); :jUd?(
%n-LDn
)W c#?K
u`("x5sa
看了之后,我们可以思考一些问题: "+)ey>_
1._1, _2是什么? DE. Pw+5<.
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。 bu$5gGWVf
2._1 = 1是在做什么? qA03EU
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 &[kwM395
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 qkR.{?x
+\}]`uS:
fEgZ/p!g
三. 动工 .j;My%)?p
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: us5`?XeX]
O'!k$iJNb
CBO8^M<K
#"f:m`
template < typename T > Fmsg*s7w
class assignment a_pkUOu6
{ s+0$_&xR
T value; 6?hv,^
public : r3iNfY b
assignment( const T & v) : value(v) {} blS*HKw
template < typename T2 > `;i|
%$TU
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } hz )L+
} ; u2!8'-Ai
;
/EH@V|
R?I(f(ib
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Q<78<#I
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment gp$+Qd
.$?s :t
O>'o; 0
RtF_p
{s
class holder b@5bN\"x$
{ a+J :1'
public : &<v#^2S3
template < typename T > Z\@vN[[
assignment < T > operator = ( const T & t) const xat)9Yb}0
{ 3xj<ATSe
return assignment < T > (t); 9K)OQDv%6D
} .Yh-m
} ; {Y
IVHl
aY"qEH7]
y0rT=kU
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: 9l(e:_`_
D./e|i?
static holder _1; tuUk48!2I
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 W_M]fjL.
EJL45R>
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); iVmf/N@A|
而不用手动写一个函数对象。 fzw6VGTf
)B8[w
hgsE"H<V
N*@bJ*0
四. 问题分析 *d(wOl5[
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。 a{]1H4+bQ
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。 hBN!!a|l
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Iy e
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 `~*qjA
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ?VReKv1\
drN^-e
五. 问题1:一致性 8zZR%fZ
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?| lOZ.{0{f,
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 A0&~U0*(~
V+(
struct holder )_+#yaC
{ c) 1m4SB@
// ! 4i
template < typename T > :Z`4ea"w
T & operator ()( const T & r) const U,g!KN3P
{ %f,
9
return (T & )r; cZ o]*Gv.
} a1om8! C
} ; R=8!]Oi6
YB)1dzU
这样的话assignment也必须相应改动: %L~X\M:Qk
m>UJ; F
template < typename Left, typename Right > !Ng^k>*h
class assignment x)V.^-
{ ZXr]V'Q?
Left l; Npq=jlj
Right r; ]c$%;!ZE
public : 6bfk4k
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 8/=[mYn`-
template < typename T2 > \@I.K+hj$
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
9X=#wh,q
} ; e2Xx7*vS
m#8KCZS
同时,holder的operator=也需要改动: BNaZD<<
in B}ydk
template < typename T > KF7f<
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const QmgwIz_
{ 2X6y^f';\
return assignment < holder, T > ( * this , t); d6(qc< /!r
} IO,kP`Wcx
36lIV,YnU
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。 9lny[ {9
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 )Cx8?\/c=x
o@;w!'
return l(rhs) = r; R_Eu*Quj
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。 E1VCm[j2
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: a9D5qj
?u8+F
template < typename Tp > .,EZ-&6{
class constant_t &I d^n
{ S%Ja:0=}?
const Tp t; i|=}zR
public : Sw(%j1uL
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} V <k_Q@K
template < typename T > u1nv'\*
const Tp & operator ()( const T & r) const c~c3;
{ <5L!.Ci
return t; $ar:5kif
} 8t6h^uQ
} ; {d )Et;_
.# M5L
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 v~@Y_`l
下面就可以修改holder的operator=了 ;z%& 3u/
L.|GC7$0
template < typename T > %/UQ0d~b
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const KAUYE^
{ 6W#+U<
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); /$q;-/DnTZ
} YQ?|Vb
U
gg8T],s1!a
同时也要修改assignment的operator() dQ^k-
8vUP{f6 {
template < typename T2 > UayRT#}]
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } `knw1,qL"
现在代码看起来就很一致了。 9|#h )*
_&B