一. 什么是Lambda }6YD5?4
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 i7@qfe$fR
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, Dw\)!,,i7U
| g o jb
NI(fJ%U
qIm?F>>@
class filler 0UV5}/2rP
{ mM*jdm(!
public : ARcPHV<(2
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} W*D]?hXU;
} ; 2=?/$A9p
4}mp~AXy;z
vn5X]U"
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: p8yn? ~]^
@|yRo8|
j Wa%vA
F_KPhe$
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 014p = W
M]\p9p(_
] qT\z<}
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ,mpvGvAI
`jl 1Q,~2r
1_chO?&,I
>G4EiJS
二. 战前分析 l`#XB:#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。 F%Te0l
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 xR9<I:^&
UG)XA-ez
#Y)Gos
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Oy U[(
/* --------------------------------------------- */ /CpU.^V
vector < int *> vp( 10 ); kpxWi=y
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ('SA9JG
/* --------------------------------------------- */ T6
K?Xr{_
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); f 7g?{M
/* --------------------------------------------- */ Oa[G
#
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); |nf FI
/* --------------------------------------------- */ [^iQE
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); a}oFL%=?
/* --------------------------------------------- */ Vl91I+Ev
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); KY1(yni&8[
+ -[M 7J
)v1y
P
f:/[
看了之后,我们可以思考一些问题: D{%l 4og
1._1, _2是什么? Pfy2PpA
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。 zli@X Z#
2._1 = 1是在做什么? +/">]QJ
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。 Z/y&;N4
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。 v]"W.<B,
*2K/)(
;<aT|4
三. 动工 Im7t8XCG
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 5"x=kp>!d
$L~?!u&N
f-w-K)y$ht
k!{0ku}]
template < typename T > ck=x_HB1
class assignment ^/K]id7 2
{ 6 WD(
T value; %kod31X3<
public : g{t)I0xm
assignment( const T & v) : value(v) {} 4G:?U6
template < typename T2 > RmR-uQU-c
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ; O6Ez-"
} ; (?9 @nS
PP2>v|
|4=Du-e
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {F Ir|R&
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment h KZ<PwBi
V^n?0^o
2ZZ%BV!s
lT`y=qR|
class holder ;zMZ+GZ?;+
{ @X _<y
public : xWZ87
template < typename T >
j -H2h
assignment < T > operator = ( const T & t) const b7]MpL
{ O{4G'CgN(
return assignment < T > (t); AW;ncx;
} 7W)*IJ
} ; Yy,i,c`r
gpIq4Q<
KdBE[A-1^M
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: +prr~vgE
*0EB{T1
static holder _1; \yQs[l%J
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 j %3wD2 l
cph&\
V2jt
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); e`N /3q7
而不用手动写一个函数对象。 <)f1skJsP
3lkz:]SsE
dX720/R
5,i0QT"
四. 问题分析 /h.hFM/
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。 E41ay:duAl
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。 GN&-`E]-
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 W%6Y?pf)z
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 |8DMj s()*
下面我们可以对这几个问题进行分析。 )z:"P;b"Nl
X,ES=J0
五. 问题1:一致性 Wu{cE;t
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?| t08E
2sI
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 lhp.zl
w=|"{-ijo
struct holder j'2:z#
{ 8p91ni'
// '}F=U(!
template < typename T > ./Y5Vk#Rp\
T & operator ()( const T & r) const Cyn_UE
{ AW\#)Em
return (T & )r; UWf@(8
} =!V-V}KK-
} ; 9fj8r3 F#
.huk>
这样的话assignment也必须相应改动: ::&hfHR*P
h)~i?bq!/
template < typename Left, typename Right > UP+4xG
class assignment OG!+p}yD]
{ kuQ+MQHs
Left l; [k<w'n*
Right r; UA%tI2
public : EN\
uX!
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} UHaY|I${U
template < typename T2 > x5Z(_hU
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 9pehQFfH
} ; uhf%
zG
l
;fO]{
同时,holder的operator=也需要改动: Ok*aP+Wq
O{Y_j&1
template < typename T > _d J"2rx
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const "QV?C
{ ]ssX,1#Xh
return assignment < holder, T > ( * this , t); DO5H(a
} 0|L%)'F
F?3zw4Vt~
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 ]Av)N6$&-Z
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ?T (@<