一. 什么是Lambda `\FjO"
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 z{M,2
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, L"^366M!
>yHnz?bf@
|"E9DD]{
r`"#c7)
class filler ,ce^"yG
{ *L8HC8IbH
public : 0*M}QXt
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 5nIlG
} ; fvfVBk#
4 AmF^H
-$|X\#R
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: {EHG |
< 3+&DV-<N
"}aM*(l+\
t4c#' y
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); e;u8G/
=sVt8FWGY
g~D6.OZU
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 L;t~rW!1
6zZR:ej
_5`S)G{
#]/T9:
二. 战前分析 O,Gn2Do
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 O!+5As
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 xVX||rrh
:%oj'm44!
(SVr>|Db
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 'n#S6.Y:
/* --------------------------------------------- */ tBUQf*B
vector < int *> vp( 10 ); G")EE#W$}
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 'yjH~F.
/* --------------------------------------------- */ (uc)^lfX
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Rw8m5U
/* --------------------------------------------- */ fR;_6?p*B
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 9yAu<a
/* --------------------------------------------- */ GlD'?Mk1
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 0!
%}
/* --------------------------------------------- */ zm"g,\.d
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); &bK$!8Z
DA@hf
*lF%8k"Al
P;/wb/
看了之后,我们可以思考一些问题: o_m.MMEU
1._1, _2是什么? wcT6d?*5
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 }Cg~::,"
2._1 = 1是在做什么? ;CBdp-BUj
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 #vwXx r
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 8{t&8Ql n
=6YO!B>7
(.+n1)L?
三. 动工 :[03upyS
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: uelTsn
1e} 3L2rC
qEz'l'%(
K a|\gl;V
template < typename T > +[`%b3N k
class assignment !2I wuru
{ ;mlIWn
T value; ~-i?=
public : VNXVuM )c
assignment( const T & v) : value(v) {} #ySx$WT;
template < typename T2 > zSCPp6
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } -y<uAI g
} ; \M@8# k|
bf(&N-"A
Vrh],xK7
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 RVnYe='
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment &X(-C9'j
]Jqe)o
$@wkQ%
k]g\`
gc
class holder `I$A;OPK7
{ UkV] F]
public : k3XtKPO
template < typename T > ;0gpS y$#
assignment < T > operator = ( const T & t) const (J*0/7
eX
{ &pz8vWCk
return assignment < T > (t); ~]W8NaQB(
} 5yI D%
} ; k#n=mm'N9
_: K\v8
v2V1&-
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: oMbCljUC
2Oa-c|F
static holder _1; wBET.l'd
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 r~!lD9R~
k_B^2=
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 1-#tx*>AY
而不用手动写一个函数对象。 ~T~v*'_h
KK6YA
!TFVBK
}d(6N&;"zN
四. 问题分析 b&1@rE-
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 YBP{4Rl
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 (1^(V)@
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 U|nk86r
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Y<v55m-
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ($kwlj~c
lLhCk>a
五. 问题1:一致性 2 OTpGl
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?| "6i9 f$N
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 E_oe1C:
(L1`]cp
struct holder ./d ( @@
{ kXWx )v
// ]O."M"B
template < typename T > z0sB*5VH
T & operator ()( const T & r) const w3@te\
{ %04n,&mg
return (T & )r; fVM%.`
} r!S iR(
} ; !NCT) #G`
(`xc3-,
这样的话assignment也必须相应改动: B.?yHaMI[
=%L^!//c
template < typename Left, typename Right > vF,l?cU~
class assignment ($wYawz
{ T*IudxW
Left l; zkMQ=,[
Right r; IQDWH/c
public : R|suBF3
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} i]nE86.;
template < typename T2 > m{*l6`dF
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Hpt)(Nz:
} ; ,J|};s+
89paR[
同时,holder的operator=也需要改动: ^{w&&+#,q
ew(6;}+^/
template < typename T > ",}VB8K
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const %_
~[+~#
{ t]x HM
return assignment < holder, T > ( * this , t); L!5f*
} sqw _c{9
'.=Z2O3p
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。 [Ue>KG62=
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 %Y@3)
,w6?}
N
return l(rhs) = r; 6-3l6q
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。 )oj`K,#
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: =4zsAa
!rWib`%
template < typename Tp > `#R$
class constant_t `9ieTt
{ ;[xDc>&("Q
const Tp t; E8xXr>j>#
public : mK4a5H
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} I$Z"o9"
template < typename T > e9
NHbq
const Tp & operator ()( const T & r) const /EC m
{ \||PW58j
return t; 0h7\zoZ5
} $*PyzLS
} ; Cxh9rUe.
eE&F1|8
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 s#Le`pGoW
下面就可以修改holder的operator=了 '~@WJKk
5`+*({
template < typename T > <W?,n%
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const L^=>)\R2$[
{ S2*:]pYf}
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); EgY]U1{
} [)*fN|Hy
pS%Az)3RZ
同时也要修改assignment的operator() f5G17: Q
#C+0m`
template < typename T2 > GL /\uq
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } PY^Yx$t9
现在代码看起来就很一致了。 $Ec;w~e
HP7Ec
六. 问题2:链式操作 D^A_ 0@
现在让我们来看看如何处理链式操作。 P`"dj@1'
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。 mb&b