一. 什么是Lambda R0e!b+MZ.
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 O)c3Lm-w
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, 8i
Ew;I_
s){R/2O3F
(dP9`Na]
kH?PEA! \
class filler 6kO+E5;X
{ 4iY
<7l8
public : ik5"9b-\<
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} h9QQ8}g
} ; WnhH]WY
mh35S!I3I^
#J~xKyJi'
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: 5")BCA
c
6/lfgN
S2?)Sb`
@%!Gj{
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); j.:f=`xf
3iw.yR
[ZD`t,x(
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 +1Pu29B0
~R7{gCqdr
- XB[2h
hA+;eXy/
二. 战前分析 SDO~g ~NTp
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。 H%;pPkIi
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 1~vv<`-
5"w%
2ZKy7p0/
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); cq9d;~q
/* --------------------------------------------- */ 0gr#<(
vector < int *> vp( 10 ); 9mEhZ"
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); soqnr"
1
/* --------------------------------------------- */ Y{L|ja%9?
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 10*^
/* --------------------------------------------- */ wV'_{/WM
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); =<U'Jtu6'
/* --------------------------------------------- */ sNJ?Z"5k1h
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); PcvA/W
/* --------------------------------------------- */ u43-\=1$T
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ihIRB9
.&/A!3pW
xt8@l
[Z
9\i^.2&
看了之后,我们可以思考一些问题: 9 'IDbe{
1._1, _2是什么? ^@]yiED{g
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 aq8mD^j -&
2._1 = 1是在做什么? cd$,,
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。 }TU2o3Q
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。 o+?Ko=vYw
i>;6Z s>S
\?AA:U*
三. 动工 3Ael
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: %j ?7O00@
hYh~[Kr^@^
6H:EBj54?
{=_xze)
template < typename T > Y4*?QBYA
class assignment *'R2Lo<C
{ >IHf5})R
T value; 0!`!I0
public : (Jk:Qz5
assignment( const T & v) : value(v) {} 2_){4+,fu
template < typename T2 > 6/Z 8/PL
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ,@t#)HV
} ; (ce"ED`1
=[o/D0-Kn
G[!<mh4h|
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 %xt\|Lt
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment UbSD?Ew@35
IO?6F@(
U6 H@l#
hj[sxC>z5
class holder Xj21:IMR
{ 66cPoG
public : r5&?-G
template < typename T >
="]y^&(L(
assignment < T > operator = ( const T & t) const 9R4q^tGR\
{ m`8tHHF
return assignment < T > (t); G)\6W#de4
} KT8]/T`U
} ; &qZ:"k
@fSqGsSk
YQ5d!a.
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: [RHji47
YCNpJGM
static holder _1; XwdehyPhT2
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ys|};*
<(caY37o6)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); #:/-8Z(0
而不用手动写一个函数对象。 Xr pnc7
,U'E!?=:VS
DKqO5e\l8@
%:[Y/K-
四. 问题分析 w~VqdB
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。 oOK&+r7
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。 7 *HBb-
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 (+0yZ7AZ
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 wGnFDkCNz
下面我们可以对这几个问题进行分析。 u/L\e.4
)9>E} SU/
五. 问题1:一致性 ,?s:s&4
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?| >"+bL6#
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 <US!XMrCg
XJi^gT N
struct holder h`/1JjP
{ Toc="F`SW
// W>`#`u
template < typename T > 6o]X.plr
T & operator ()( const T & r) const B!z5P"C(~
{ }4"T#
[n#
return (T & )r; KR/SMwy
} *7 >K" j
} ; -AU!c^-o
9~WjCa*,&
这样的话assignment也必须相应改动: +W9#^
L\X2Olfz1
template < typename Left, typename Right > 8p~G)J3U
class assignment D[}qhDlX
{ q3R?8Mb
Left l; kc70HrG
Right r; 4f>
s2I&pQ
public : %q
7gl;'
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} J2~oIe2!+
template < typename T2 > "+J[7p}`@
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } I%31MU9
} ; pwO
U6A!
z8hAZ?r1`
同时,holder的operator=也需要改动: :HG5{zP
rui]_Fn]I
template < typename T > -dsE9)&8DX
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ]AzDkKj
{ .[4Dvt|>6
return assignment < holder, T > ( * this , t); F^|4nBd*ub
} 6)~J5Fb
2s:$4]K D
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 }N<> z
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 G8_|w6
SV96eYT<
return l(rhs) = r; Vy[ m%sEP
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 |#=4]]>m
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: knJoVo]
Ro|%pT
template < typename Tp > kI>PaZ`i)
class constant_t ThSB\
{ YE\s<$
const Tp t; |*WE@L5
public : IQ"9#{o
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} !o&