一. 什么是Lambda p5*i
d5
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 AVi|JY)>
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, 4'{j'kuv
k -SUp8}g
TPkm~>zD.
z_zr3XR9
class filler 4Q$\hO3b
{ mFvw s
public : 5!AzEB
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} t+vn.X+&
} ; 7_JK2
0n1y$*I4
@]A4{
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: ;1BbRnCr
u~G,=n
xbIxtZm
c=ZX7U
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); QutQG
%N!Y}$y
39u!j|VH
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Jk`A }
g6N{Z e Wg
N 4Dyec\
{4#'`Eejj
二. 战前分析 byd[pnI$H
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。 x5{ zGv.j
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 L!5%;!>.P
S9mj/GpL3
Z,ag5 w`]L
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); NK d8XQ=%
/* --------------------------------------------- */ xHI>CNC,
vector < int *> vp( 10 ); ]` 3;8,
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); n-p|7N
/* --------------------------------------------- */ Y0U:i.)
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); c>I^SY(r%
/* --------------------------------------------- */ 3 bGpK9M~
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); aWW|.#L
/* --------------------------------------------- */ E_-CsL%
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 2TY|)ltsF
/* --------------------------------------------- */ 1 [dza5
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); :)bm+xWFF
y\ Zx{A[
AOeptv^k3}
>`u} G1T\
看了之后,我们可以思考一些问题: Dk8"
H>*
1._1, _2是什么? Z5\u9E"]
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。 \Z<' u;
2._1 = 1是在做什么? RBiDU}j
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。 #m|AQr|
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。 )j!22tlL
*YYm;J'
_v<EFal
三. 动工 /O+,vRw\A
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ^O4.$4t|
"<NQ2Vr]5
N}Z"$4
FjVC&+c
template < typename T > Fn$EP:>
class assignment i9uJ%nd:
{ b=.Ikt+y
T value; =p:D_b
public : umK~K!i
assignment( const T & v) : value(v) {} 3-srt^>w*
template < typename T2 > Fb
VtyQz
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } Kp8!^os
} ; ]uj6-0q){W
_=8x?fC:rl
$
^m_M.1
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 79=w]y
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment V6Z2!Ht
r( :"BQ
4Rp2
b$H{|[
class holder PO]z'LD
{ 6O!&!
public : u-yQP@^H
template < typename T > "\U$aaF
assignment < T > operator = ( const T & t) const RT4ns +J1
{ &Nt4dp`qj
return assignment < T > (t); +hqsIx
} aB+Ux<
-
} ; Mq8jPjL
{w1sv=$+
]8<;,}#
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: m:.ywiw=
98x]x:mgI_
static holder _1; b<~\IPY
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 a$l
-tlRe12
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); bT2 b)nf
而不用手动写一个函数对象。 hqmKUlo
V \,Z (
{Ug?k<h7|
Nl"< $/
四. 问题分析 D4?5% s
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。 rp (nGiI
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。 RU|{'zC\v
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 }PTYNidlR
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 a=+qR:wT
下面我们可以对这几个问题进行分析。 OEnJ".&V
TW8E^k7
五. 问题1:一致性 qCi6kEr
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?| w(zlHj
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 $WI=a-;_e
~q 0)+'
struct holder |$`)d87,
{ G'{$$+U^K
// Q-k{Lqa-
template < typename T > Fc%@
T & operator ()( const T & r) const {L$ ]NQdz
{ :,X,!0pWRp
return (T & )r; 6hv4D`d;o
} Z?kLAhy!
} ; V\^3I7F
&'uFy0d,
这样的话assignment也必须相应改动: q$ (@
Mhc!v, D$
template < typename Left, typename Right > 7aUk?Hf
class assignment '8R5?9"
{ id="\12Bw
Left l; 7{e0^V,\k
Right r; M^JRHpTn
public : 4mq+{c0
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} uO%G,b
template < typename T2 > 2 |
$
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } })rJU/
} ; 0!!b(X(
_h",,"p#o
同时,holder的operator=也需要改动: g.ty#Z=:
+YVnA?r?
template < typename T > }J"}5O2,b
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const gDU~hv
{ #05#@v8.f
return assignment < holder, T > ( * this , t); n>T1KC%
} x2(!r3a
TO7%TW{L
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。 !*_5 B'
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 `OO=^.-u
~0aWjMc(>
return l(rhs) = r; m{4e+&S|
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。 AQ:cim`
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: E$"( :%'v
!$P+hX`
template < typename Tp > UE33e(Q<
class constant_t ;gfY_MXnF
{ (;T$[ru`
const Tp t; m`l3@Z
public : =LEKFXqM
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 28J
;9
template < typename T > JfS:K'
const Tp & operator ()( const T & r) const FjYih>
{ ij i<+oul
return t; H. U wM
} 9t:P1
} ; lX$6U|!
W&