一. 什么是Lambda f\cTd/?Ju
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 4bGvkxZo`$
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, eC"e
v5v
~3j+hN8<
J[6/dM
4'#=_J
class filler 6O{QmB0KK
{ 9D\E0YG X/
public : 98 R/^\
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} D? %*L
} ; )J @[8 x`
J[?oV;O
jRC{8^98
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: qpe9?`vVX
oQ]FyV
RyX11XU
q!0HsF
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ;hq_}.
? 3fnt"
N7"cMAs\G
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 2Xv}JPS2As
>x6\A7
Dz~^AuD6
S;Sy.Lp
二. 战前分析 lH_pG ~
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。 ;q9Y%*
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@:
-FZNk}
`Z>=5:+G@2
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); F%y#)53g
/* --------------------------------------------- */ 81|[Y'f
vector < int *> vp( 10 ); &&<l}E
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Szu@{lpP@
/* --------------------------------------------- */ I/St=-;
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); x'}zNEXI
/* --------------------------------------------- */ K{I "2c
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); IxWi>8
/* --------------------------------------------- */ Gq1C"s$4'
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); <ndY6n3
/* --------------------------------------------- */ THOYx :Nr;
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); uaP5(hUI
nX7F<k4G2
-2}ons(
WNjG/U
看了之后,我们可以思考一些问题: bvB7d`wx
1._1, _2是什么? }KUK|p5
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 e/g9r
2._1 = 1是在做什么? k}g4?
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 qmnl
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 8SroA$^n
r\fkx>
$ZyOBxI
三. 动工 4Hf'/%kW
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: XLiwE$:t%
5#f_1
V
fGeie m
1
Lg {l
template < typename T > &k*oG:J3
class assignment = =pQ
V[
{ )g8Kicox5
T value; ;>ml@@Z
public : b (HJ|
assignment( const T & v) : value(v) {} %?V~7tHm>
template < typename T2 > _M8'~$Sg
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } EVqqOp1$v4
} ; eW<NDI&b
)xU+M{p-os
|AExaO"jk
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 <6.`(isph
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment X^&--@l}T!
R>Ox(MG
um/F:rp
6:QlHuy0nH
class holder t; #@t/`
{ WS4DzuZZ
public : *7*cWO=
template < typename T > (0y!{ (a
assignment < T > operator = ( const T & t) const D5Rp<PBq,
{ $rQ7"w J
return assignment < T > (t); TT;ls<(Lg
} 9k9}57m.i
} ; 'HV@i)h0%V
x5g&?2[
I4qS8~+#
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: H^o_B1
@>ys,dy
static holder _1; $P8AU81
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Rc9>^>w
6,1oLvU
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); pfc"^Gi8
而不用手动写一个函数对象。 4k{xo~+%,
Xep2)3k>
_'y`hKeI[
4,YL15.
四. 问题分析 R $dNdd9m
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。 q3v5gz^t
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。 ntPX?/
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 N2j^fZd_
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 +>yh`Zb
下面我们可以对这几个问题进行分析。 yoieWnL}
<7Yh<(R e^
五. 问题1:一致性 ?c"iV
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?| ^g2Vz4u
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 M'X,7hZ
Hv'
OO@z
struct holder +S#Xm4
{ #_3ZF"[zq
// /`#JM
template < typename T > @Wm:Rz
T & operator ()( const T & r) const NTK9`#SA
{ |G/)<1P
return (T & )r; mss.\
} =?]S8cth
} ; ][//G|9
;2?fz@KZ
这样的话assignment也必须相应改动: XCyb[(4
D^s#pOZS
template < typename Left, typename Right > &>Z;>6J,
class assignment [\fwnS_1
{ vaVV1
Left l; &N/dxKZcc
Right r; ]sP
public : 3;uLBuZOCN
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ;5T}@4m|r
template < typename T2 > yP` K [/
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } rkdA4'66w
} ; M djxTr^
N<KsQsy=
同时,holder的operator=也需要改动: s6}SdmE
X4'!:&
template < typename T > {5ehm
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const B=r+
m;(
{ |{,c2Ck:N
return assignment < holder, T > ( * this , t); Dequ'
} uB6Mjdp6
$Dv5TUKw
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 9`H4"H>yG
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 OYmutq
]70ZerQ~L
return l(rhs) = r; ^,f^YL;
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ESFJN}Q%0.
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: v/v PU
oRg,oy
template < typename Tp > s`v$r,N0
class constant_t b8%TwYp
{ {od@Sl
const Tp t; &(p5z4Df
public : pnL[FMc
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} hc9ON&L\>
template < typename T > jWvi%Iqi
const Tp & operator ()( const T & r) const O^ &m
{ N<Ym&$xR
return t; L0{[L
} nLANWQk9
} ; ~GJ;;v1b2
/Q89 y[
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 QTN24 q4
下面就可以修改holder的operator=了 v7hw% 9(=
LU@1Gol
template < typename T > f+)LVT8p
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const nq+6ipx
{ 6p&uifY}tR
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); KP>1%ap6
} *c$UIg
mxpw4
同时也要修改assignment的operator() '|Lv-7
eZhF<<Y
template < typename T2 > B:cQsaty
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } H,7!"!?@N
现在代码看起来就很一致了。 F$:UvW@e1
JnqP`kYbTE
六. 问题2:链式操作 ofI,[z3
现在让我们来看看如何处理链式操作。 sint":1FC
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 'w<^4/L Q
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 kaIns
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 \PG_i' R
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct c&