一. 什么是Lambda 1RM@~I$0
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Ng 3r`S"_<
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, ?P>3~3 B
eY'< UO
u301xc,N<z
fFiFS\''V
class filler ='z4bU
{ Yb?L:,a(I
public : zho$g9*
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ,)beK*Iw
} ; +>*! 3x+sE
J&w'0
1Vi3/JM@
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: D\CjR6DE
u+_6V
"'@>cJ=
+B#+'
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); o-7,P
RmKN
\YMe&[C:o
_GF{Duxh
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 +ebmve \+
appWq}db
kh5VuXpe
)/mBq#ZS
二. 战前分析 CA[3R
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。 A.wuB
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 yc:y}"
o>Faq+@
s"-gnW
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); -:~"c@D
/* --------------------------------------------- */ MIx,#]C&
vector < int *> vp( 10 ); K
Ml>~r
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 29tih{xx
/* --------------------------------------------- */ 6(=>!+xpRr
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); .tQeOZW'
/* --------------------------------------------- */ T@P[jtH<d
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); QTLGM-Z
/* --------------------------------------------- */ ww#]i&6
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); H$44,8,m
/* --------------------------------------------- */ @Lk!nP
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); SpJIEw
hztxsvw
/OtLIM+7~{
'5;
/V
看了之后,我们可以思考一些问题:
U
rL|r.
1._1, _2是什么? ;'i>^zX`
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 <yg!D21Y
2._1 = 1是在做什么? B$D7}=|kc
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。 n~Qo@%Jr
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。 UY~N4IR8
t4[<N
al@Hr*'
三. 动工 2Sb68hJIE
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: cD JeYduK
x3tos!Y
{[:]}m(c
J2avt
template < typename T > rZ:-%#Q4
class assignment ;w(tXcXZ
{ DU|>zO%
T value; a,`f`;\7N%
public : W:S?_JM
assignment( const T & v) : value(v) {} ]X\p\n'@j
template < typename T2 > 'MK"*W8QRM
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 7M, (!*b
} ; -POsbb>
<;P40jDL
PHU$<>
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 0qp Pz|h
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment /^rJ`M[;
#Mm1yXNu
/#-zI#iK
{NTMvJLm
class holder D&-cNxh
{ HD!2|b~@
public : eo&^~OVT
template < typename T > A(}D76o_
assignment < T > operator = ( const T & t) const IlfH
{ 9YEE.=]T
return assignment < T > (t); Z3qr2/
}
AQm#a;
} ; >hv8zHOO:
?)V|L~/
<sw fYT!N
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: kK%@cIXS3
Qr9@e Q1Pp
static holder _1; q5#6PYIq
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 tFvXVfml
PUbfQg
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); U%V4@iz~\m
而不用手动写一个函数对象。 FT[of(g^
opfg %*
kps}i~Jb
^`+Kjhht
四. 问题分析 ?X^.2+]*&
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。 i#KY'"P
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。 ]Il}ymkIZ
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 8/"R&yAh
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 k, >*.Yoh
下面我们可以对这几个问题进行分析。 (MzThGJK_
=k\Qx),Ir
五. 问题1:一致性 y"Ios:v@-
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?| %v)+]Ds{
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 {&uN q^Ch
ap wA
struct holder F#KUu3;B
{ WGA"e
// p>h}k_s
template < typename T > #&,~5
T & operator ()( const T & r) const I''X\/|
{ V i<6i0
return (T & )r; ,u S)N6'b6
} FM,o&0HSd
} ; '4)4* 3z,
3DOc,}nI~@
这样的话assignment也必须相应改动: bZ[ay-f6oK
'b:UafV
template < typename Left, typename Right > 4Hq6nT/
class assignment bPA1>p7
{ mt\pndTy7!
Left l; fRK=y+gl@
Right r; Rc(E';uc
public : 7;@o]9 W
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} w~ O)DhC
template < typename T2 > *hlinQKs
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 7bL48W<QD
} ; Q`!<2i;
zb. ^p
X
同时,holder的operator=也需要改动: \2[sUY<W
Vo(>K34
template < typename T > (nAg
~i
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Jix;!("
{ ODCv^4}9
return assignment < holder, T > ( * this , t); lS |:4U.
} @m+FAdA 0
0,1)Sg*
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。 UL0n>Wa5
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 iJSyi;l|
>uR;^ B5m
return l(rhs) = r; tvOyT6 ]
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。 %`0*KMO3
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: $g '4'
[/Xc},HbMe
template < typename Tp > 4XNkto
class constant_t seiE2F[
{ I<!,_$:
const Tp t; L8?;A9pc()
public : plgiQr #
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 7VW/v4n
template < typename T > u&<