一. 什么是Lambda 8jL^q;R_(
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 WjR2:kT
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, lc~c=17
E^5
mS;WNlm\
-}j(_]t
class filler L>g6
9D!
{ X)Tyxppf'
public : +e*C`uP!
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} /=AFle2(
} ; 3)o>sp)Ji$
[.xc`CF
H<q|je}e
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: I9aiAD0s
!t~tIJ>6
u9,dSR
1'(";
0I
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); .{?;#Cdn
W-|CK&1
<P0 P*>M
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 eg?p)|
fr04nl
[:(O`#
K
re*~ "
二. 战前分析 eFf9T@
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。 5izpQ'>
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 we!w5./Xm
T]1.":
)=#Js<&3:
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); B:UPSX)A
/* --------------------------------------------- */ %uV,p!| )
vector < int *> vp( 10 ); #
c1LOz
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 5Rw2/J
L
/* --------------------------------------------- */ 3_boEYl0
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Y?0x/2<
/* --------------------------------------------- */ JBOU$A~
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); Lk$Mfm5"M
/* --------------------------------------------- */ /g9^g(
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); R)$]r>YZF
/* --------------------------------------------- */ 3*j1v:x`
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); CH!\uK22
nm%qm
c2:,
e&8Meiv+d
看了之后,我们可以思考一些问题: NRP)'E
1._1, _2是什么? lFcHE c
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 [okV[7
2._1 = 1是在做什么? Kx,X{$Pe
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。 sm G?y~
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。 !blGc$kC
L[Y$ `e{zd
zPHx\z"
三. 动工 &YD+s%OL
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ;O~FiA~`c
>0 o[@gJl
s?1Aj<
hv>Xr=RE
template < typename T > ^{0*?,-x
class assignment lWJYT<kt
{ x30|0EHYl[
T value; `}uM91;
public : d!Y%7LmSE@
assignment( const T & v) : value(v) {} e?07o!7[;
template < typename T2 > .`J*l=u$
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 5\}Y=Pa
} ; l& sEdEA
%z[=T@
-AVT+RE9z
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 )>Z@')Uk:
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment OtQ]\:p7
l<S3<'&
$I#~<bW,
Rc D5X{qS#
class holder >,k2|m
{ u6Ux nqNc
public : #wvGS%
template < typename T > '|v<^EH
assignment < T > operator = ( const T & t) const zT/woiyB`
{ =c#mR" 1
return assignment < T > (t); P@5-3]m=
} r]QeP{
} ; jY/(kA]}
0v1~#KCm
+9t{ovF?L
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: l6xqc,h!K
N~`r;E
static holder _1; Rw[!Jq
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 8(q8}s$>
#_3-(H5u
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); F2 <Q~gQ;
而不用手动写一个函数对象。 3|G~_'`RLt
eej#14&
asp\4-?$o
g2LvojR
四. 问题分析 ;BWWafZ
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 }lJ|nl`c
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 7OXRR)]V
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 =*+f2
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Iw#[K
下面我们可以对这几个问题进行分析。 >
9z-/e
vKdS1Dn1
五. 问题1:一致性 g?}h*~<b
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ~WV1t][
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 "?
V;C
4-'0# a
struct holder zI(uexxPqd
{ Ly
v"2P
// @RoU
template < typename T > ,5t_}d|3C=
T & operator ()( const T & r) const @ZV>Cl@%2
{ - \ew,y
return (T & )r; ?,hGKSC
} z
[u!C/
} ; N5cC!K
l#+@!2z
这样的话assignment也必须相应改动: |r+hj<K
_XrlCLp: d
template < typename Left, typename Right > {Q]7!/>>
class assignment Z.aeE*Hs$
{ juM~X5b
Left l; P^lRJB<$Q
Right r; Dp^=% F{t
public : ~:_10g]r
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} TDg<&ND3
template < typename T2 > L/bvM?B^
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Z%3)w.
} ; NJoHrhC='
* "?,.
同时,holder的operator=也需要改动: OMYbCy^
NW21{}=4
template < typename T > )B~{G\jS
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const }>YEtA
{ ^QHgc_oDm
return assignment < holder, T > ( * this , t); K3rsew
n
} 6BXZGE
pm= s
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 H6$pA^
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 yB;K|MXy?
=3;!
5P
return l(rhs) = r; "Nq5FcS9
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。 vsI|HxpyC,
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 4Xn-L&0z
oVfRp.a
template < typename Tp > EWVn*xl?
class constant_t iy_3#x5>
{ <<YH4}wZ
const Tp t; 4Xv."L
public : p8&rl|z|
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 1x+w|h
template < typename T > O#vIn}
const Tp & operator ()( const T & r) const !|"LAr9u
{ "QtkNy%E
return t; `<R^ZL,
} -Zg@#H
} ; }72 +i
r6 pz(rCs}
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 {qS Ye!`
下面就可以修改holder的operator=了 {qH+S/
k)9
pkPl
template < typename T > ai4ro"H
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 2)q$HUIX
{ +]C|y ,r
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); eE0nW+i
} \9:IL9~F
s=#[>^?
同时也要修改assignment的operator() *zX^Sg-[
jH 9.N4L
template < typename T2 > }\ya6Gi8
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } N&