一. 什么是Lambda [XKudw%
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 <l.l6okp
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, X"k:+
X7g@.Oy`
IrMUw$
(2J\o
class filler \2c3Nsra
{ q^ w@l
public : j&Trvw<t
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} F<+!28&h
} ; m}$7d5
3!u`PIQv
_t/~C*=:=
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: */6lyODf
euyd(y$'k
bl3?C
i<b-$9
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); PU2^4h/[`
Ht"?ajW{
DP8%/CV!*
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 'nT#c[x[0
jAcrXB*
(U B?UJc
0g`$Dap
二. 战前分析 (uVL!%61k
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。 idNra#
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 <5 }
|kGQ~:k+P
|[Rlg`TQ;*
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); sR4B/1'E
/* --------------------------------------------- */ 6Qk[TL)t
vector < int *> vp( 10 ); bP Q=88*
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Nl'@Y^8N
/* --------------------------------------------- */ 1N}vz(0"
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 0T7t.
/* --------------------------------------------- */ Y:R*AOx
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); "WzKJwFr
/* --------------------------------------------- */ SJ2l6
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); q-s(2C
/* --------------------------------------------- */ Yi j^hs@eV
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 3yrb7Rn3
/Nkxb&
P~M[i9 V
brX[-
看了之后,我们可以思考一些问题: 63i&<
1._1, _2是什么? TM5 Y(Q*
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。 y_'6bpb
2._1 = 1是在做什么? DNr*|A2<
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。 "~mY4WVG
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。 [MuZ^'dR
edo+ o{^
4T-"\tmg/
三. 动工 4f&"1:
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: guG&3{&\s
{;N2 &S o
S=gby
' 55G:r39
template < typename T > UiVGOQq
class assignment d
N$,AO T
{ B Dp")[l
T value; Y1ks'=c>
public : K9-9 c"cz
assignment( const T & v) : value(v) {} >C19Kie72
template < typename T2 > kno[ !A7_6
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } Y]7503J
} ; QWnGolN
;{aGEOP'U
+4
h!;i
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 1BEs> Sm
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment R+U$;r8l
x0b=r!Duu
aL_/2/@X8
b8_F2
class holder 1yZA_x15:
{ t>AOF\
public : 3@qv[yOE
template < typename T > d]Y;rqjue
assignment < T > operator = ( const T & t) const WrSc@j&Ycv
{ EK5$z>k>m
return assignment < T > (t); haY]gmC
} _3:%b6&Pz
} ; $~iZ aX8&
8]Tv1Wc
"V(P)_
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: ^;'8yE/
/OWwC%tM/
static holder _1; Pmo<t6
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ccrWk*tr
v2 E <~/|
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); TIxOMY y
而不用手动写一个函数对象。 *!ng)3#
PMpq>$6b7
vUVFW'-
vX\9#Hj
四. 问题分析 }L)[>
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ]c~yMA+]FZ
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 xa@$cxt
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 kqm(D#
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Jz~:
下面我们可以对这几个问题进行分析。 xy]O8>b
BLyV~
五. 问题1:一致性 P*A+k"DU1
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?| .Pponmy
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Ai1"UYk\\Y
T2MC`s|`
struct holder y\Aa;pL)RQ
{ wKLYyetM!
// G;}WZy
template < typename T > S(Af o`
T & operator ()( const T & r) const \ s aV8U7B
{ q* p
return (T & )r; (|K+1R
} SjB"#E)
} ; M; wKTTQy
5[jcw`
这样的话assignment也必须相应改动: <E4(KE
j|[rT^b@
template < typename Left, typename Right > z3uR1vF'
class assignment xrPZy*Y,
{ YWK0.F,8a
Left l; fA6IW(_bi
Right r; {P8d^=#q
public : *'-4%7C`1
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Gk*u^J(
template < typename T2 >
K<e
#y!
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } iAk:CJ{
} ; ?>h
~"D#
Oj c Tu
同时,holder的operator=也需要改动: $&as5z8
y''~j<'
template < typename T > {s
mk<NL
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const fEZuv?@
{ 1?Y>Xz
return assignment < holder, T > ( * this , t); U3{<+vSR`
} [=>=5'-
`Eh>E,
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。 &s+l/;3
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 m
!*F5x
r%.k,FzGZY
return l(rhs) = r; 3J#LxYK
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。 ]%Eh"
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: nqo{]fn
]@#9B>v=
template < typename Tp > ab2FK
class constant_t Y"mFUW4
{ I_r@Y:5{
const Tp t; *D?_,s
public : 5bLNQz\WJ
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} spV7\Gs.@
template < typename T > qdix@@
const Tp & operator ()( const T & r) const u"HGT=Nl
{ L
BbST!
return t; ai_ve[A
} Ol>q(-ea
} ; 1CB&z@
zV&l^.
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ~m6=s~Vn
下面就可以修改holder的operator=了 N{v)pu.
l8oaDL\f
template < typename T > <o%T]
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const TPN+jK
{ .TGw+E1k
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); VfcIR(
} ' h7Faj
1[!:|=
同时也要修改assignment的operator() |n26[=\B
oai=1vt@
template < typename T2 > o!tC{"g
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } `;UWq{"
现在代码看起来就很一致了。 fp [gKRSF
<