一. 什么是Lambda j*L-sU
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 q?=_{oH9
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, 7i0;Ss*
(Nn)_caVb
5z@QAQ
IiZXIG4H
class filler M2piJ'T4u
{ 1(vcM
public : ]~kgsI[E
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} sHm:G_
} ; hO..j
?V$@2vBVX4
^.u
J]k0
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: e?\34F
r`A|2(h5B
2^ kK2D$o
O_^
uLp
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 6UAw9
'X8
F0tx.]uS
o0#zk
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 d&5GkD.P
~tDV{ml
Az6f I*yP
>va#PFHA
二. 战前分析 SwG:?T!"}
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。 {k}S!T
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 'wLQ9o%=p|
,S:LhgSP
P$Xig
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); MaXgy|yB1
/* --------------------------------------------- */ n'1pNL:
vector < int *> vp( 10 ); [st4FaQ36
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); S!2M?}LU
/* --------------------------------------------- */ me$7\B;wy
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 5X nA.?F^
/* --------------------------------------------- */ a*NcL(OC
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ]gHw;ry
/* --------------------------------------------- */ ]k]P (w
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ,F.\ z^\{
/* --------------------------------------------- */ zy8W8h(?
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); |JSj<~1ki
fZ]Y
b(I-0<
hA=.${uIO
看了之后,我们可以思考一些问题: L#h uTKX}
1._1, _2是什么? CgT5sk}
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。 7sypU1V6
2._1 = 1是在做什么? T9NTL\;
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。 b"JX6efnN
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。 &gdhq~4#
fB=j51Lw
;9;jUQ]MyG
三. 动工 ?s5/
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: >&[q`i{
g1{2E<b5
F\2<q$Zn+
Dqg01_O9O
template < typename T > 8&wN9tPYZ
class assignment K''2Jfm
{ uskJ(!
T value; /k.?x] Ab
public : )|,Zp`2/
assignment( const T & v) : value(v) {} y=&^=Zh[
template < typename T2 > sTmdoqTK!
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 8
3Tv-X
} ; a}g<<{
:Aa5,{v_
AOM@~qyc
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 D[0g0>K
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 4 3G2{
FT6~\9m(
F;8Uvj
$u cmE
class holder ?wVq5^ e
{ J'C%
public : tHmV4 H$
template < typename T > HX#$ ^@Q(
assignment < T > operator = ( const T & t) const *?~&O.R"
{ dmYgv^t
return assignment < T > (t); ,In}be$:
} ,56objaE
} ; "?>hQM1R
^WUG\@B
5Ve
T8/7Q
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: ;Dp<|n
zU2Mno
static holder _1; mJ'5!G
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 c JOT{
YSru5Q
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Z$y~:bz
而不用手动写一个函数对象。 Q tl!f
Xz!O}M{4
C zxF
!"SuE)WM
四. 问题分析 5GwzG<.\^_
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。 (%)<jg1
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。 :Xu9`5
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 "*:?m{w5
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Qx&7Ceu"
下面我们可以对这几个问题进行分析。 c= aZ[
yh'*eli
五. 问题1:一致性 (-VH=,Md
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?| l< H nP R/
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 g+Y &rz
%g69kizoWi
struct holder ^ Z3y
{ R_"6E8N
// yoz-BS
template < typename T > xi51,y+(5
T & operator ()( const T & r) const "1YwV~M5
{ #x qiGK
return (T & )r; 5U-SIG*
} =t^jlb
} ; #M%K82"
Zg$S% 1(Q
这样的话assignment也必须相应改动: bwM?DY
6hMKAk
template < typename Left, typename Right > ~NZL~p
class assignment MyZVx|7E
{ lEgjv,
Left l; |kH.o=
Right r; 0 N"N$f
public : |Fz ^(US
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} uu9IUqEq2
template < typename T2 > LSo*JO6
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } hq&|
} ; =z;]FauR!
N]eBmv$|
同时,holder的operator=也需要改动: NVghkd
W]oa7VAq
template < typename T > 06O_!"GD}
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const _p>F43%p
{ 3dSb!q0&N
return assignment < holder, T > ( * this , t); |p!($
}
99.F'Gz
_1Q6FI5iR
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。 cnS;9=,&
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 .uVd'
^B0Qk:%P^N
return l(rhs) = r; HCsd$M;Hbv
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。 tAE(`ow/Ur
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: n\)1Bz
O2\(:tvw
template < typename Tp > }tw+8YWkz
class constant_t 7*j!ZUzp
{ zz[fkH3
const Tp t; T>]T=
public : O!%T<2i3
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} J^`5L7CO
template < typename T > R)BXN~dQ
const Tp & operator ()( const T & r) const d|oO2yzWv
{ ]+46r!r|
return t; F|{uA/P{
} 2cUT bRm
} ; nj0sh"~+
J,:&U
wkv
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 2mnAL#
下面就可以修改holder的operator=了 Nf^<pT[*
Q&N#q53
template < typename T > 9sT5l"?g
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const /zt M'
{ hO&b\#@~
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); n8F~!|lQ0
} bq9w@O
=$Mf:F@
同时也要修改assignment的operator() &}[P{53sr
u*v<