一. 什么是Lambda #V{!|Y '
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 R
X N0v@V
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, S
awf]/
`h%K8];<6f
Spu>
ac
2=
Y8$-
class filler `]`S"W7&
{ 0"}=A,o(w
public : /HH_Zi0?N|
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} f
AY(ro9Q(
} ; b_&:tE--]
o2D;EUsNX
-x{@D{Q%
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: qeDXG
{[4.<|26
:d6]rOpX
8d?%9# p-)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); n-9a0_{k
XRmE
Y[N@ )E_G
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 bt*
}hE!0q~MfM
X$Shi
*U[
g"~`\xhx
二. 战前分析 .,sbqL
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。 d\R "?Sg
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 0Bt>JbGs4
|No9eZ8>.
Q\W)}
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Y <`X$
/* --------------------------------------------- */ &_q8F,I \<
vector < int *> vp( 10 ); v.ow`MO=;
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 4B9D
/* --------------------------------------------- */ t7yvd7
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); `z`=!1
/* --------------------------------------------- */ I s|_
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ?E,-P!&R
/* --------------------------------------------- */ @Gw.U>"!C
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Q;ZV`D/FA
/* --------------------------------------------- */ ?\I@w4
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 7^V`B^Vu
g*Pn_Yo[.
1g,Ofr
,k1ns?i9KH
看了之后,我们可以思考一些问题: [wk1p-hf
1._1, _2是什么? D^xg2D
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。 TV|Z$,6l
2._1 = 1是在做什么? _>a`dp.19
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 XTA:Y7"O
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ~1XC5.*-
OLWn0
BUdO:fr
三. 动工 fu{v(^
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: +U<.MVOo.
P^ht$)Y
~c55LlO>
P8#_E{f
template < typename T > {3SK|J`
class assignment $2Awp@j
{ M?Fv'YE
T value; cuI&Q?+c}
public : q Y!LzKM0
assignment( const T & v) : value(v) {} :#\jx
template < typename T2 > Lctp=X4
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } EuA352x
} ; V
lkJ$f5l
WZjR^6
4jlwu0L+
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 nET<u;
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment rLY I\
Q );}1'c
?r*}1WsH
NGRXNh+
class holder ?v-!`J>EF#
{ fOKAy'
public : \rT>&o .i
template < typename T > vR pO0qG
assignment < T > operator = ( const T & t) const 6mIeV0Q'
{ oLtzPC
return assignment < T > (t); Bs|#7mA[
} Ic^
(6
} ; RH$l?j6
?!$Dr0r
z_#HJ}R=
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: @*uZ+$
"uj@!SEs`?
static holder _1; %tPy]{S..
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 qVO,sKQ{
I)9,
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); n<@C'\j@
而不用手动写一个函数对象。 '
QjJ^3A
Su[(IMw
hQz1zG`z7
({$rb-
四. 问题分析 +VJyGbOcC
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 pV!WZUfg
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ]GsI|se
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 1. <g C
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 &T ^bv*P
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ]l3Y=Cl
C[l5[DpH
五. 问题1:一致性 .eorwj]yb
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| >5TXLOYZ
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ^4p$@5zH
-G'3&L4
D
struct holder s$lJJL
{ Ls3r( Tf
// RSw;b.t7
template < typename T > NO/5pz}1
T & operator ()( const T & r) const \.GA"_y
{ 'F:Tv[qx
return (T & )r; L$"pk{'
} 5d# 73)x$
} ; Gv[(0
u6:$AA
这样的话assignment也必须相应改动: {Q`Q2'@
-D1A
template < typename Left, typename Right > 7h:EU7
class assignment v-"nyy-&Z
{ EY
c)v6[
Left l; \JCpwNT{P
Right r; \J;]g\&I"
public : ER}5`*X{
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} uu>R)iTQ%S
template < typename T2 > x cZF_elt7
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 9T1-{s
R
} ; n;:C{5
:2XX~|
同时,holder的operator=也需要改动: ^i8(/iwdJE
Um*&S.y
template < typename T > TQ%F\@"
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const `_]Ul I_h
{ ,Vof<,x0
return assignment < holder, T > ( * this , t); ^7t1'A8e<
} gkca{BJ
Ka%#RNW
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。 >McEuoZx9
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 vWL|vR
~8-xj6^
return l(rhs) = r; 0h{&k7T<7
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。 P{: 5i%qC
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: UgZL<}
hrXk 7}9
template < typename Tp > cJM.Q_I}Y
class constant_t j6L (U~%
{ l|;]"&|_]c
const Tp t; 8]bLp
public : T`]P5Bk8r
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} jw0wR\1
template < typename T > O]j<