一. 什么是Lambda WB"$NYB
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 sbQmPV
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, hm&{l|u{RU
n)8bkcZCp+
-P!vCf^{
t
j}X4#{jgC
class filler ^-f5;B`\i
{ JU1U=Lu."
public : _Oh;._PS
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} _|g(BK2}
} ; Xa Yx avq
>OBuHqC
U3&*,xeU@H
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: I^qk` 5w
/1gKc}rB2
7=6p
ec)G~?FH
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); I,l%6oPa
\4bma<~a
0 jVuFl
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ?k<wI)JR
GmcxN<
N_=7
F
C2oP,
二. 战前分析 J<H$B +;qR
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。 m Wsegq4
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 1x V~EX
jcYI"f"~
:2
n5;fp
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); [64K?l0&
/* --------------------------------------------- */ C;OU2,c,T
vector < int *> vp( 10 ); tv,^ Q}
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); vpMNulXb,
/* --------------------------------------------- */ H2zd@l:R
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Km'd=B>Jy
/* --------------------------------------------- */ VjMd&>G
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); fFqK.^Tn
/* --------------------------------------------- */ .]k(7F!W
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); %Jq(,u
/* --------------------------------------------- */ q}M^i7IE
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); aL-V 9y
D@"q2 !
a`~$6
"v
Iu[^"
看了之后,我们可以思考一些问题: 6aX m9J
1._1, _2是什么? / d0LD
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。 ahhVl=9/ao
2._1 = 1是在做什么? ygd'Nh!@
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。 #D
.H2'_}
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。 <T+Pw7X
$lU~3I)
u)t1t69T\g
三. 动工 #ie{!Mh
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Y\%R6/Gj|u
&+J5GHt@
F<Z"W}I+6
o//N"S.)
template < typename T > kVe^g]F
class assignment s><RL]+{G+
{ +7sdQCO(Co
T value; &julw;E
public : WLDt5R
assignment( const T & v) : value(v) {} %[B &JhT
template < typename T2 > u8~.6]Ae
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ?$ Uk[
} ; )m\%L`+
+4GuA0N6
DL2e9
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ceH7Rq:4W
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment +S<2d.&~
H-1@z$p
Ts}5Nk8%
1&i!92:E
class holder P+%O]v1 Ob
{ 9cQKXh:R.
public : <Zl0$~B:5
template < typename T > ]\+bx=
assignment < T > operator = ( const T & t) const Gvtd )9^<
{ RVXRF_I
return assignment < T > (t); C3G?dZKv2
} 8ftLYMX@
} ; rQ30)5^V|
:*/<eT_
gG*O&gQY
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: p!hewtb5
1[} =,uaM
static holder _1; nO\|43W
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 O>n L;I
nUs)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); h:a5FK@
而不用手动写一个函数对象。 8p-5.GU)<e
R+]Fh4t
P-7!\[];te
wAF>C[ <\
四. 问题分析 96}/;e]@
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。 `w[0q?}"`
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。 FGy7KVR
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 AWh{dM
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 m&Ms[X
下面我们可以对这几个问题进行分析。 qWw@6VvoQ
"h2;65@
五. 问题1:一致性 6Ck?O/^
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?| PcM:0(,G
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 >^+Q`"SN
>| .jG_s
struct holder h'MX{Wm.
{ W=GNo9:
// feQ_dA q
template < typename T > o!sxfJKl
T & operator ()( const T & r) const rYJt;/RtR}
{ jcXb@FE6
return (T & )r; L7X._XBO[
} TcauCL
} ; UF D_
;=_<\2
这样的话assignment也必须相应改动: C]A*B
N]KqSpPh
template < typename Left, typename Right > Q]{DhDz?+
class assignment 7yeZ+lD
{ iMk`t:!;#"
Left l; k8Qv>z
Right r; va~:oA
public : _~HGMC)
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} `zZ=#p/
template < typename T2 > "y_$!KY%
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } h*_r='
E
} ; o'>jO.|
<2}"Y(zwKl
同时,holder的operator=也需要改动: &X}9D)\UJ
Wq&TbWR
template < typename T > 3j]La
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const b.8HGt<%
{ cvn,&G-`
return assignment < holder, T > ( * this , t); #)my)}o\p
} V
[[B~Rs
v*FCE 1HI
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 :bLGDEC
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Da?0B9'
k(u W( 6
return l(rhs) = r; {;f`t3D
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 /e4hB
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: r>$jMo.S"
`9zP{p
template < typename Tp > ~uzu*7U
class constant_t r}"Ty
{ d<`Z{"g NS
const Tp t; X k<X:,T
public : sJ3HH0e
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} dH#o11[
template < typename T > 8QFY:.h&
const Tp & operator ()( const T & r) const P1T LH2)
{ >]ZojdOl)
return t; ^~=o?VtBg
} `.L8<