一. 什么是Lambda vm=d?*cR
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 1c*;Lr.K
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, MIqH%W.ru
nPjK=o`KR
xO4""/n
z0|-OCmL
class filler ~1nKL0C6u
{ jcRe),
public : R_ )PbFw
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} +DE;aGQ.z?
} ; i*T
-9IP
6A ptq
~G.MaSm
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: ^,`]Q)P^
9!ARr@ ;
zd {sw}
6;(b-Dhi
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); %Nx,ZD@
Z tc\4
#L&/o9|
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ~Q}!4LH
{YwdhwJP
R^"mGe\LL
Q(4~r+
二. 战前分析 0:c3aq&u
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。 Oc5f8uv
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 n3$u9!|P
,V{Bpr
ScmwHid:\
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); =,X*40=
/* --------------------------------------------- */ _9?v?mL5;
vector < int *> vp( 10 ); R83PHM
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); x{/-&`F
/* --------------------------------------------- */ =)a%,H
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); >;%LW}
%
/* --------------------------------------------- */ b*4aUpW
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); Iz>\qC}
/* --------------------------------------------- */ 9WV8ZP
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); b~(S;1NS'
/* --------------------------------------------- */ WC
b5
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); N,:G5WxW
MPF({Pnx7
QSwT1P'U
;Zn&Nc7
看了之后,我们可以思考一些问题: `YO&
1._1, _2是什么? *:`fgaIDa
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。 x'SIHV4M@Q
2._1 = 1是在做什么? >ul&x!?@
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。 {\|XuCF#
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。 $4og{
LLoV]~dvUu
3}C-Hg+gt
三. 动工 s!1/Bm|_T
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: <vu~EY0.
^N`KT
R[TaP7n
i+lq:St
template < typename T > j)Z0K$z=
class assignment fG{3S:TQq
{ Cv
p#=x0
T value; 6j|~oMYP
public : Kek%io
assignment( const T & v) : value(v) {} qoW$Iw*q)B
template < typename T2 > m~&>+q ^7
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 8:uh0
} ; J%fJF//U
x}x )h3e
4#I=n~8a
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 S(rnVsW%Ki
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment YfNN&G4_
]{I>HA5[
#W8c)gkG9
H)y_[:[
class holder W>'gG}.
{ T>&dPVmG,
public : qR
,
5
template < typename T > mXsSOAD<
assignment < T > operator = ( const T & t) const ;#*.@Or@Ah
{ J|cw9u
return assignment < T > (t); r\y\]AmF
} HD,6
} ; */vid(P77
|@?='E?h
2Ns<lh
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: +RK/u
s,D GFK
static holder _1; "#{b)!EH
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 J>nta?/,X
QEmktc1 7
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); % 5BSXAc
而不用手动写一个函数对象。 h[C XH"
c3\p@}
h^J :k
?w)A`G_
四. 问题分析 !'>#!S~h3
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。 ~0vNs2D,S
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。 =
@FT$GQ
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 TNcMrbWA
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ux[13]yY
下面我们可以对这几个问题进行分析。 QKoJxjR=^
)EN,Ry
五. 问题1:一致性 tV7{j'If
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 3V]psZS
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 4XeO^#
hiWs:Yq
struct holder `Cu9y+t
{ 7re4mrC
// g
G|4+' t
template < typename T > ;uuBX0B
T & operator ()( const T & r) const Q%t
_Epe
{ \<b42\a}
return (T & )r; v/`#Gu^P
} C Y)[{r
} ; X d&oERJj
z}p*";)A
这样的话assignment也必须相应改动: w/7vXz<
1_LGlu~&
template < typename Left, typename Right > N&u(9Fxn
class assignment @t8{pb;v
{ p vu% p8
Left l; 3d_g@x#9
Right r; [wUJ~~2#
public : P;e@<O
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]T>YYz
template < typename T2 > l{_1`rC'
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } zc>LwX}<
} ; xllmF)]*Y
zZ])G
同时,holder的operator=也需要改动: {^K&9sz
mzTM&@
template < typename T > X""}]@B9z
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ^^gV@fz
{ )"^ )Nk
return assignment < holder, T > ( * this , t); pKk{Q0Rt
} T'VKZ5W
e&=T`
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Za1VJ5-
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 UC"_#!3
n UD;y}}n
return l(rhs) = r; b#_u.vP
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 a]R1Fi0n
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 0S>U_#-
ZRoOdo94
template < typename Tp > }Ym~[S*x
class constant_t eX{Tyd{
{ 'FGf#l<
const Tp t; Jgf=yri
public : \jByJCN
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} _gP-$&JC
template < typename T >
=uIeur
const Tp & operator ()( const T & r) const jX{t/8v/s4
{ %%k`+nK~
return t; w]VdIS
} ]_P!+5]<
} ; E.OL_ \
\BxE0GGky
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 (]p,Z<f
下面就可以修改holder的operator=了 1\BQq
]!04L}hy|P
template < typename T > TZ%u;tBH:
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const JGKiVBN
{ A{b?ZT~2]
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); N6_<[`
} <eG8xC
<