一. 什么是Lambda Y:oL
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 : }v&TQ
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, jX!,xS%(
,D3?N2mB
mHUQtGAVQ
Pp6(7j
class filler %<DXM`Y
{ vu;pILN
public : -S
OP8G
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} P|_>M SO1'
} ; !&Vp5]c
,[%KSyH
|#Bz&T
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: G@ XKE17
_K3?0<=4
NSUw7hnWvz
xg k~y,F
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); lphQZ{8
a1_7plg
OW\r }
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 gh|TlvnA
m@R!o
)Y+n4UL3NK
X<m#:0iD
二. 战前分析 [*Nuw_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。 VChNDHiH
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 +;tXk
U@!e&QPn
+LCpE$H
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); nc!P
!M
/* --------------------------------------------- */ Wqy|Y*$qT
vector < int *> vp( 10 ); L]3 V)`}
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); >fJY
/* --------------------------------------------- */ Lqb9gUJ:U
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); #!l\.:h%
/* --------------------------------------------- */ d:.S]OI0
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); x}$SB%9/
/* --------------------------------------------- */ Ly0^ L-~|
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ) RS*MEgA
/* --------------------------------------------- */ qI"Xh"
c?
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); bf|s=,D
Stq&^S\x69
qR/~a
JwL}|o6
看了之后,我们可以思考一些问题: GSIRZJl
1._1, _2是什么? oW3j|V
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。 I{U7BZy
2._1 = 1是在做什么? gE]6]L
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。 kHygif
!I4
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。 FCnOvF65
$8vZiB!"
ZgK[,<2
三. 动工 xr}3vJ7
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ?zGx]?1P1<
dE~]%fUFy-
VPoA,;Y"-
#$2{l,>
template < typename T >
v% 6uU
class assignment 3DRJl,v
{ AI0YK"c?
T value; m r"b/oM{
public : hkB/
OJ
assignment( const T & v) : value(v) {} $5N %!
template < typename T2 > ],#Xa.r
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } Y S/x;
} ; jD1/`g%
;c p*]
'c7C*6;a
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 f1s3pr??
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment U{/d dCf7
Z0HfrK#oU
p5`iq~e9
LK\L}<;1V
class holder yuIy?K
{ Cw6\'p%l-\
public : 0M=A,`qk
template < typename T > (iQ<
[3C=
assignment < T > operator = ( const T & t) const 0z&]imU
{ @+Ch2Lod
return assignment < T > (t); {\zTE1X9
} 3/_rbPr
} ; pGz 5!d
Rp.42v#ck
czNi)4x
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: =rz7 x
:%G_<VAo!
static holder _1; o;#:%
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 lTb4quf8I
ymH>]
cUm
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); m1bkY#\ U|
而不用手动写一个函数对象。 [g)HoR=&
y7pwYRY
h</,p49gM
]R%[cr
四. 问题分析 s0r::yO
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 c8z6-6`i0
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Wh).%K(t
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 s&v7<)*q
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Uh[MBwK
下面我们可以对这几个问题进行分析。 `1Ui
|wbXu:
五. 问题1:一致性 Kk.a9uKI}
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Wo)$*?
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Qa`+-Wu8
U{1%ldOJ%
struct holder xB5qX7*.
{ co^bS;r
// `qoRnG
template < typename T > F8xz^UQO
T & operator ()( const T & r) const ^mH:8_=(.
{ HSwC4y}
return (T & )r; 2|`7_*\
} l4Au{%j\
} ; 6roq 1=
O>R@Xj)M
这样的话assignment也必须相应改动: K
HyVI6N[
P^(uS'j)+
template < typename Left, typename Right > \_io:{M
class assignment ^VI\:<\{
{ g'X{
Left l; 88 x2Hf5I
Right r; ":v^Y
9
public : GJs{t1
E
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]S0=&x@,
template < typename T2 > z}BuR*WSY{
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } K<wg-JgA
} ; Z.}Z2K
"+XF'ZO
同时,holder的operator=也需要改动: kz0pX-@b
#~}4< 18
template < typename T > -%fc)y&$
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const +MR]h
[
{ hy&WG&qf
return assignment < holder, T > ( * this , t); 6;C2^J @
} N)X3pWC8
o[I
s$j
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 i/{dD"HwM
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 h 8<s(WR
P*|qbY
return l(rhs) = r; y3XR:d1cg
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 xiv8q/
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Vp$<@Y
/np05XhEa
template < typename Tp > 0g8ykGyx
class constant_t *epK17i=
{ LbkQuq/d
const Tp t; U|
T}0
public : 8q]_> X
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} bblEZ%
template < typename T > 'QSj-
const Tp & operator ()( const T & r) const =Q,D3F
-+f
{ _U|rTil
return t; D dh
} xLdkeuL[%
} ; %MCJ%Ph
lLur.f
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 f4O}WU}l{s
下面就可以修改holder的operator=了 g-pEt#
|F4)&xN\
template < typename T > !_q=r[D\
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const <<DPer2
{ r}:Dg
fn
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); %0p9\I
} B.A;1VE5
Ip<