一. 什么是Lambda (pNA8i%=G
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Y[#i(5w
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, "8>*O;xk
Ns?y)
G>:
9=89)TrY
/w$<0hH#'8
class filler y7txIe!<5
{
Q47Rriw
public : +v{<<
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} @;!s"!~sv
} ; $d'GCzYvZ
KFvNsqd
xQT`sK+
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: *2Il{KOA^
1$]4g/":o
Ol"*(ea-TX
<p;cR` %uE
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); t
5g@t0$
9X/c%:)\=
uW},I6g
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Y1vl,Yi
9l5l"Wj&
^(r?k_i/
Yh\}
i
二. 战前分析 0.Pd,L(
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。 OB
FG!.)
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 x|&A^hQ
<E[X-S%&
s~W:N.}*
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); CA, &R<]
/* --------------------------------------------- */ pn<M`,F~q
vector < int *> vp( 10 ); x >hnH{~w
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ep* (
/* --------------------------------------------- */ %}t.+z(S
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); dcew`$SJp
/* --------------------------------------------- */ -$yNJ5F`
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); * _ {w0U)
/* --------------------------------------------- */ ]{;=<t6
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); nSdta'6
/* --------------------------------------------- */ x>TH yY[sq
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); SRuNt3wW6
BR;f!
f^\qDvPur
Q5b~5a
看了之后,我们可以思考一些问题: /"Ws3.p
1._1, _2是什么? q^ lx03
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。 #0V$KC*>
2._1 = 1是在做什么? q|xJ)[AO
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 A6v<+`?
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 o[pv.:w
{p@u H<)
ve;#o<
三. 动工 a/Z >-
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: }c?/-ab>
q'{LTg0kk
3eX;T +|o
|7KW'=O
template < typename T > PZmg7N
class assignment Q$r1beA
{ Vw0cf;
T value; OLp;eb1g
public : J-yj&2
assignment( const T & v) : value(v) {} {U/a h2*
template < typename T2 > ;dgxeP;mp
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } #
Un>g4>Rh
} ; :I*G tq
|d =1|C%,
o\6A]T=R
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 *Y(v!x \L
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment uH 1%diL^
f Glvx~
JsAl;w
1ga.%M*
class holder 6B>1"h%Wf
{ 2~[f<N
public : z=C'qF`
template < typename T > ,5`pe%W7
assignment < T > operator = ( const T & t) const wn2+4> |~p
{ xrb %-vT
return assignment < T > (t); Rrh?0qWs
} \l)<NZ\
} ; =8FV&|fP
"|<6bA
?`T<
sk8c
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: Uv|z
c
')ZxWYT
O^
static holder _1; CGmObN8~'F
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ]gI>ay"\QA
49.
@Uzo
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 1haNca_6,
而不用手动写一个函数对象。 <5rs~
#m
yiZL%
&s m7R i
wc@X:${
四. 问题分析 .PjJ g^^
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。 |KEq-
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。 ?M?S+@(
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 "A\.`*6
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Q(Q.(
下面我们可以对这几个问题进行分析。 e_mUO"
7u8HcHl
五. 问题1:一致性
c
*<"&
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?| A0Z<1|6r*
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 &+F|v(|r
.
!gkJ
struct holder F-K=Otj
{ F~j
U; L
// / O@'XWW
template < typename T > }2dz];bR
T & operator ()( const T & r) const Bc1[^{`bq^
{ bMWL^ *I
return (T & )r; \GA6;6%Oo
} s%Ez/or(T
} ; JBX#U@k>I
CZE!rpl
这样的话assignment也必须相应改动: v,6
0V{a{>+
template < typename Left, typename Right > Y4E UW%
class assignment xRum q
{ $gKMVgD"
Left l; 0sxZa+G0o
Right r; Om
#m":
public : 5:[<pY!s#
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} yL =*yC
template < typename T2 > ]WZ_~8
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Ml &Cr
} ; r0
%WGMk2
7PE3>cD
同时,holder的operator=也需要改动: )
xRm
hCXSC*;
template < typename T > qf7:Q?+.|
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const <
H1+qN=]`
{ iq s
return assignment < holder, T > ( * this , t); d GEMrjx
} &+t! LM
w.s-T.5.j
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。 ~pM\]OC
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 \)H}
NpS*]vSO
return l(rhs) = r; +<cvyg5U
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。 8NY$Iw
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 9rhIDA(wc
m~KGB"
template < typename Tp > w]n ,`r^
class constant_t %3v:c|r
{ G/Ll4
:
const Tp t; B+e$S%HV
public : R7'a/
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Vp3r
template < typename T > '2`MT-
const Tp & operator ()( const T & r) const Y6LoPJ
{ ?~G D^F
return t; 'EsN{.l?
} n,KOQI;
} ; F_8<
tA6
HS1Gy/6'
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 gQ]WNJ~>
下面就可以修改holder的operator=了 6U{&`8C
f? sW^d;
template < typename T > 4 [@`j{
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const j8lWra\y
{ li>`9qCmI
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); o_un=ygU
} ,`<w#
"2cJ'n/L
同时也要修改assignment的operator() jY.iQBhjEB
7|~j=,HU+Z
template < typename T2 > 3:q\]]]S
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } %m8;Lh-X
现在代码看起来就很一致了。 PFP/Pe Ng;
)ESF)aKMiz
六. 问题2:链式操作 5o2W[<