一. 什么是Lambda >y(;k|-$
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 v'`C16&^]
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, deQ0)A 4g
!-U5d9!
DNLqipUw
s34{\/'D+
class filler Gi6sl_"q
{ 3-lJ] 7OT
public : S'9T>&<Kn
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} / /3iai
} ; FU;Tv).
r_@;eh
M//q7SHh
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: -3_-n*k!
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rs]%`"&=
g&`e2|[7
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); q$(aMO&J
k9~NIvnB`
[ZZ~^U5
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 (5cc{zKtR
l"f.eo0@7
.Quu_S_vH
i,8h
B(M!
二. 战前分析 0x4Xs
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 K``MS
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 #OqQD6
plh.-"
3 i Id>
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Q0#oR[(
/* --------------------------------------------- */ Dwj!B;AZ_
vector < int *> vp( 10 ); "|{NRIE
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Qo4]_,kR
/* --------------------------------------------- */ po4seW!
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Yev] Lp
/* --------------------------------------------- */ 4`I2tr
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); FDbb/6ku
/* --------------------------------------------- */ |cEJRs@B
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); :rk=(=@8`
/* --------------------------------------------- */ fINF;TK
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); qg7.E+
)M<"YI)g
-+Axa[,5=
9y{[@KG
看了之后,我们可以思考一些问题: ?T3zA2
1._1, _2是什么? ^ r-F@$:.
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。 8`v+yHjG
2._1 = 1是在做什么? !trt]?*-
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。 ^HgQ"dD
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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。 , ;W6wj
FIL?nkYEO
(0 /,R
三. 动工 5z~rl}`v
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Iojyku\W.
4w\
r
`@
?3D|{
-*~= 4m<
template < typename T > Dt%Gv0
class assignment \T`InBbf
{
|_"JyGR2
T value; >v7fR<(%s
public : P"Lk(gY
assignment( const T & v) : value(v) {} wzVx16Rvc
template < typename T2 > :hJHjh
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } =
NHuj.
} ; IppzQ0'=y1
Ls< ";QJc
@<=x fs
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Uy2NZ%rnt
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment "(zvI>A
#tg,%*.s
>Akrbmh5
9>yLSM,!rS
class holder '3TwrY?-
{ H.*:+
public : f!%G{G^`
template < typename T > AFE6@/'
assignment < T > operator = ( const T & t) const F0:|uC4
{ $\M<gW6
return assignment < T > (t);
J@sH(S
} 6_]-&&Nr
} ; 4Vl_vTz{i
eG&\b-%
@ol=gBU
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 2l]*><q|
t5t,(^ ;f
static holder _1; I,TJV)B
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ,cZhkXd
l/1u>'
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); GKT2x '(e
而不用手动写一个函数对象。 ~A@T_*0
cq lA"Eof
G&=4@pLY5
,)/gy)~#
四. 问题分析 (3cJ8o>&
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 hgIqr^N9
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Zk,`
Iq
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 kt`_n+G
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 BIGln`;,f
下面我们可以对这几个问题进行分析。 wJyrF
tpu2e*n-|
五. 问题1:一致性 URU,&gy=
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 0U|t@&q
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 j/.$ (E
\ #<.&`8B
struct holder EQe !&;
{ \WS2g"(
// }L
mhM
template < typename T > !dnCrR
T & operator ()( const T & r) const g)0>J
{
~o{GQ>
return (T & )r; w-iu/|}
} dbn9t7'{
} ; O[}{$NXw
zs/4tNXw
这样的话assignment也必须相应改动: U*sjv6*T
w`BY>Xft0
template < typename Left, typename Right > )/HbmtX qI
class assignment KLb"_1z
{ [|iWLPO1&k
Left l; +85#`{ D
Right r; y7CC5S?
public : 5k:SD7^b
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} CD^C}MB
template < typename T2 > yS#)F.
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } I0iTa99K
} ; k=]#)A(#C
-M]B;[^
同时,holder的operator=也需要改动: MB7UI8
~6{iQZa1Y
template < typename T > 6HroKu
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 9S'u1%
{ -e_91WI
return assignment < holder, T > ( * this , t); *Bfo"["0.
} cp1-eR_&
/80H.|8O
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。 5(wmy-x\
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 @!p bR(8
Ibf~gr(j
return l(rhs) = r; wnioIpRkh
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。 KA
$jG{yq
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: -VZn`6%s
DWv(|gO
template < typename Tp > Wd`*<+t]
class constant_t cNbH:r"Ay
{ 6=cfr; BH2
const Tp t; 7e NLs
public : mM9a T0_w
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} \;XDPC j
template < typename T > VSx9aVPkC
const Tp & operator ()( const T & r) const Q};n%&n&
{ fe!eZiE
return t; <`$svM
} -L-#-dK'
} ; 2[Ofa(mkkp
2xLEB&
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 3Pu8IXW
下面就可以修改holder的operator=了 # &,W x
1NAGGr00
template < typename T > 7xF)\um
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 18^#:=Z
{ l4s*+H$vd?
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ?F6L,
} r` B(ucE
D`|8Og
同时也要修改assignment的operator() L@5sY0 M
}SfS\b{|~
template < typename T2 > noNJ+0S
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } reQr=OAez
现在代码看起来就很一致了。 -F. c<@*E
i)iK0g"2
六. 问题2:链式操作 vAh'6Ob7r
现在让我们来看看如何处理链式操作。 mjQZ"h0
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。 3S 5`I9I
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。 ! k[JP+;
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。 *{_N*p\{
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Pz^C3h$5_
b(IZ:ekZ5
template < typename T >
O~Jm<