一. 什么是Lambda :;hm^m]Y
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 jsF5q~F
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, DHyQ:0q
T-lP=KF=
;9-J=@KY4
BZKg:;9
class filler ^y93h8\y
{ s&CK
public : 'PW/0k
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} __uk/2q
} ; ar'VoL}
m;IKV,
M0e&GR8<z>
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: kmlO}0
u[4h|*'"|
[H9<JdUZ
x%T^:R
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); >HzTaXCR[
3j[<nBsn.
sya!VF]`
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Yt_t>
KG96;l@'(
;*U&lT
V`i (vC(
二. 战前分析 7fd,I% v
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。 9"L!A,&'
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 { i4`-w
L$ ^ew0C
v}z^M_eFm
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); .<YfnW5/K
/* --------------------------------------------- */ 3RD+;^}q3
vector < int *> vp( 10 ); {A%&D^o)
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); u@+^lRGFh
/* --------------------------------------------- */ pN)>c,
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); .)1u0 (?
/* --------------------------------------------- */ n$>_2v
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); "]=XB0)
/* --------------------------------------------- */ EiDpy#f}
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); kFT*So`'
/* --------------------------------------------- */ zxd<Cq>d
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); unnuSW#v=
vDR>
Q&/K
?VTP|Z
V1,~GpNx
看了之后,我们可以思考一些问题: sebuuL.l0<
1._1, _2是什么? j xq89x
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。 &Ot9"Aq:
2._1 = 1是在做什么? ,?%o ~
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。 YluvWHWi
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。 V=PK)FJ
\[8uE,=|
&sXk!!85:
三. 动工 D$D;'Kij
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: %RzkP}1>E
Lm0q/d2|\X
0&Iu+hv
~X'hRNFx~
template < typename T > X)c0y3hk
class assignment -:Juxh
{ 9`@}KnvB?
T value; s(=@J?7As
public : AvuGAlP
assignment( const T & v) : value(v) {} UD5hk
template < typename T2 > |h((SreO
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } u)/i$N
} ; P`_Q-vu
a+9_sUq
X&@>M}
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 wLg@BSC.
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Y]B9*^d<
uhwCC
/CbM-jf
fq):'E)
class holder bQu@.'O!k
{ em ]0^otM
public : JxRn)D
template < typename T > sd*NY
assignment < T > operator = ( const T & t) const :&RpB^]
{ I Vw'YtZ
return assignment < T > (t); <){J|O
} 92*"3)
} ; "9y0]~
"M %WV>
!;Ctz'wz
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: F)S?>P&
>bO}sx1?
static holder _1; K2tOt7M!
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 lXnv(3j3*s
Vr T0S
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Eqx |k-<a
而不用手动写一个函数对象。 j<w5xY
Z22#lF\ N
;`a~9uG
iTCY $)J
四. 问题分析 P Qi=
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ^c){N-G
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 8` WaUB%
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ^Uik{x
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 C33RXt$X
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ^X:g C9
sHSg _/|
五. 问题1:一致性 bHzH0v]:
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?| cNl$
vP83z
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 v0pev;C
5&134!hC
struct holder 0j' Xi_uM
{ Y1{*AV6ev6
// 5d)\Z0s
template < typename T >
`EVy
T & operator ()( const T & r) const l?x'R("{
{ TO]
cZZ<
return (T & )r; ;\Pq
} dp'k$el
} ; xK_0@6
f!cYLU1e@
这样的话assignment也必须相应改动: TF@k{_f
:HH3=.qAp`
template < typename Left, typename Right > j$z!kd+%
class assignment (Lkcx06e
{ =UZQ` {
Left l; X@:@1+U
Right r; 1?".R]<{2T
public : 1X#gHstD
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} N[xa=
template < typename T2 > j[:Iu#VR
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } &W>%E!F
} ; [-3x *?Ju
}#` -mRaU
同时,holder的operator=也需要改动: 6CNxb
IvB)d}p
template < typename T > 5VE9DTE
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const )Tf,G[z&ge
{ 7KV0g1GQ
return assignment < holder, T > ( * this , t); oJ0ZZu?{D
} mX@!O[f%9e
0NyM|
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。 hoZM;wC
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 l}9E0^AS
Yj*!t1qm
return l(rhs) = r; ">Y(0^^
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。 U)qG]RI
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: +J2;6t
T<u QhPMw
template < typename Tp > 1u_< 1X3
class constant_t "pQ)5/e
{ Y?IX V*J
const Tp t; p}yp!(l
public : `& ]H`KNa
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} OUtMel_
template < typename T > j55OG~)
const Tp & operator ()( const T & r) const 5_Oxl6#
{ p4wx&VLi
return t; w(!COu
} *o#P)H
} ; [^\HP]*Q{
|OO2>(Fj
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 -AM(-
下面就可以修改holder的operator=了 !u=A9i!
Y
i`wj^
template < typename T > aHSl_[
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const b|u0a6
{ q,.@<s W
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 42.y.LtZ
} t ;bU#THM
<4D.H
同时也要修改assignment的operator() .2QZe8"
)t$o0!
template < typename T2 > b%UbTb,
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 2NZC,znQ
现在代码看起来就很一致了。 #CNK [y
>~rytg] f
六. 问题2:链式操作 A=\:b^\
现在让我们来看看如何处理链式操作。 CdTE~O<)
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 &u9@FFBT8
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 n~?n+\.&a
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 *ZV=4[#bT
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct +o}mV.&