一. 什么是Lambda {6O}E9
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Ljiw9*ZI
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, Ct^=j@g
)H`V\H[0P
%Eugy
;n.h !wmJ}
class filler Nobu=
Z
{ g<ov` bF
public : ,xR u74
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ~Q#!oh'i
} ; H )>3c1
lWH#/5`h
Bt#'6::
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: "%bU74>
t%O)Ti
jo1z#!|Yw}
UCup {pDp
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); \D};0#G0&
fq4uiFi<
L&rtN@5;
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 DAg*
orYZ<,u
U<r!G;^`
=.OzpV)=V
二. 战前分析 K}MlC}oIt
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。 y\4/M6
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 M6 8foeeN
`Kn+d~S4
86 9sS
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 7KGb2V< t
/* --------------------------------------------- */ ]jPP]Z:y
vector < int *> vp( 10 ); eh>FYx(
S
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); "Bwmq9Jq
/* --------------------------------------------- */ 15En$6>
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Q^=0p0
/* --------------------------------------------- */ 6nJQP a
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); *YX5bpR?
/* --------------------------------------------- */ (`_fP.Ogb
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); u.G aMl4 (
/* --------------------------------------------- */ FhPCFmmUT
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); p-lFzNPc0
]d~{8h!G
'/9q7?[E!
;;m;f^]}
看了之后,我们可以思考一些问题: DSWmQQ
1._1, _2是什么? ?Ok&,\F@E
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 {-MjsBR
2._1 = 1是在做什么? QhLgFu
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 19-V;F@;
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 m>F:dI
_yX.Apv]
fP6.
三. 动工 QC!SgV
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ^ fyue~9u
,KD?kSIf
z;?j+ZsdH
Fa\jVFIQ
template < typename T > ?Z4%u8Krvz
class assignment mhOgv\?
{ Ud2Tn*QmI
T value; =9`UcTSi6p
public : (2QfH$HEk
assignment( const T & v) : value(v) {} >qOj^WO~
template < typename T2 > w (z=xO
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } (+cZP&o
} ; NZ0 ?0*
_<DOA:'v
6`G8 UDK>F
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 XN>bv|*q
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment BjsTHS&
fLd2{jI,
4eG\>#5
LXsZk|IhM
class holder AaoS &q
{ NQ;$V:s)
public : )''V}Zn.X
template < typename T > EaHJl
assignment < T > operator = ( const T & t) const uFb
9Ic]`
{ g]c6_DMfb1
return assignment < T > (t); $o;c:Kh$$
} D^V)$ME
} ; '-J<ib
t
r:g_mMvB
zUNUH^Il
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: _h1eW9q
ZBFn
static holder _1; AL^tUcl
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 tJn"$A^N
"vQ%`
Q
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); RLL%l
而不用手动写一个函数对象。 A%7f;&x!
hW/Ve'x[
(i1x<
WHOX<YJs
四. 问题分析 Iz-mUD0;
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。 Q<g>WNb
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。 /Hq
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ~tV7yY|zr
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 I{WP:]"Yf
下面我们可以对这几个问题进行分析。 bd-iog(
l?rLadvc
五. 问题1:一致性 |5:2?S2R
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?| o1?-+P/
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ;ND[+i2MN
^OX}y~'
struct holder .T ,HtHe
{ t+q;}ZvG
// ;hV|W{=w
template < typename T > MEJX5qG6m
T & operator ()( const T & r) const )8eb(!}7
{ @Tq-3Um
return (T & )r; Lj#xZ!mQS
} qO8:|q1%;\
} ; V/#J>-os}W
'
Q(kx*;
这样的话assignment也必须相应改动: x4g/ok
X%&7-PO
template < typename Left, typename Right > /DyeMCY-
class assignment %G,7Ul1f
{ Oq,@{V@)9k
Left l; >;Vfs{Z(q
Right r; j}s/)}n|
public : d=8.cQL:E
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ,Wu$@jD/]
template < typename T2 > ceD6q~)
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 'W4v>0
} ; jAue+tB
)!cucY
同时,holder的operator=也需要改动: x3#:C=
i=]R1yP
template < typename T > 5#N<~
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const +>;Ux1'@
{ |e+3d3T35
return assignment < holder, T > ( * this , t); s3nt2$=:t
} "\`Fu
c}|.U
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。 z~tdLtcX
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 "aI)LlyCY
frW\!r{LT
return l(rhs) = r; &!O?h/&X3
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。 DR3om;Uk
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: _e;bB?S
n'{jc6&|
template < typename Tp > pX*E(Q)@!
class constant_t $BgaLJs/O
{ ::iYydpM
const Tp t; 7UGc2J
public : 5S!j$_(
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} \v\ONp"
template < typename T > }vx,i99W?
const Tp & operator ()( const T & r) const <ta{)}IN^
{ -!qjBK,`X
return t; @lWNSf
} s_RK x)w@
} ; IDw`k[k
((#BU=0iK
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 $6J22m!S4n
下面就可以修改holder的operator=了 HWB\}jcA6u
IAMa
template < typename T > 2Q]W
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const oQV3
{ ^W%F?#ELN2
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); fQU_:[
Uz
} y(22m+B
X"`[&