一. 什么是Lambda KqBiF]Q
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 T1?9E{bC8A
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, kE+fdr\ T
<JXHg,Q
&{# 6Z
5yJ~ q
class filler J?E!\V&U
{ ^%6f%]_
public : QYj 4D
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} sVnq|[ /
} ; 1o_Zw.
!K= $Q Uq
p vWj)4e
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:
t"~X6o|R
1 K^-tms
{65YTt%
1Qjc*+JzO.
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); K0@bh/i/^
:YLYCVi|
GsD?Z%t~%
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 @QYCoEU8J
P3a]*> .,
z)eNM}cF
%3=T7j
二. 战前分析 u^2/:L
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。
D4@(_6^
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
Du-Q~I6
]|Ie E!6
ojJua c4
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); +,T}x+D
/* --------------------------------------------- */ vZ6R>f
vector < int *> vp( 10 ); P $r!u%W
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 5YUe>P D
/* --------------------------------------------- */ f*m^x7
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); I;<__
/* --------------------------------------------- */ l4I',79l
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); }`2+`w%uZ
/* --------------------------------------------- */ 8[
ZuVJ]
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); sP9{tk2K
/* --------------------------------------------- */ . 7Pp'-hK
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); iP9Dr<P
Y{t}sO%A
_? $')P|
z,!A4ws
看了之后,我们可以思考一些问题: G!D~*B9G
1._1, _2是什么? ]r#NjP
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 96gaun J
2._1 = 1是在做什么? xo-{N[r
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ]N1,"W}
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 hbx+*KM
B>"-8#B[4
:^x,>(a
三. 动工 K)\D,5X^
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: d(5j#?
p-z!i +
.Rb4zLYL*w
AO7X-,
template < typename T > 7 lq$PsC
class assignment J|z ' <W
{ ?Qpi(Czbpq
T value; G he@m6|D
public : \pI
,6$'
assignment( const T & v) : value(v) {} 3m~3l d
template < typename T2 > )%:
W;H
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } kWbY&]ZO
} ; %2?"x*A
)R@Y$*fm
nXh<+7
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 f\:I1y
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment B\dhw@hM
L'"od;(6R
1@+&6UC
mm
|*
class holder (tg+C\
S.
{ Wx8cK=
public : 4LJOT_
template < typename T > 3 "|A5>Vo
assignment < T > operator = ( const T & t) const +:J:S"G
{ 0.wN&:I8t
return assignment < T > (t); L_=3`xE
_
} pQm-Hr78j
} ; v1NFz>Hx
,` $2
2\Yv;J+;
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: | fn%!d`2
/DSy/p0%
static holder _1; RS7J~Q
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 +J !1z
A<[w'"
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); <.@w%rvG
而不用手动写一个函数对象。 7P52r
'f.5hX(Y
O-+!KXHd[
fa/p
四. 问题分析 Q0""wRq'
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。 Mi[,-8Sk
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。 ^687U,+
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 h{PJ4U{W
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 [} %=&B
下面我们可以对这几个问题进行分析。 0B5d $0
]mi)x63^
五. 问题1:一致性 }sfvzw_
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| gf,[GbZ
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ~HBx5Cpi
%bhFl,tL
struct holder Z1DF )
{ &Qv%~dvW
// 9:Z|Z?>?
template < typename T > aS+i`A :a
T & operator ()( const T & r) const *jy"g64j
{ j)jt&Gg'
return (T & )r; ,\PTn7_
} K$
|!IXs
} ; 4 ..V
9kas]zQ%=P
这样的话assignment也必须相应改动: u%CJjy
pf_`{2.\uO
template < typename Left, typename Right > \j vS`+
class assignment XP@&I[J3sI
{ .@Jos^rxgJ
Left l; uU8L 93
Right r; ,j[1!*Z_[
public : Mwd.S
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ">R`S<W
template < typename T2 > ]=%u\~AvL
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Lor__
K
} ; jx];=IC3tt
xb^M33-y
同时,holder的operator=也需要改动: E._ [P/PB
fH_Xm :%
template < typename T > I8:G:s:
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 3T@`VFbE
{ <kWNx.eci
return assignment < holder, T > ( * this , t); i
th!,jY*i
} IpsV4nmnz-
V5d|Lpm
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。 `b[@GGv
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 FHZQyO<|
<Ow+LJWQK
return l(rhs) = r; vg[zRWh8
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。 9!vimu)
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: k%({<