一. 什么是Lambda aO@zeKg
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Q!DQ!;Br6
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, &HKrmFgX{
yQQ[_1$pq
]1]
MmOGt!}9A
class filler H9)$ #r6i
{ #mqz*=L3
public : @:DS/#!
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Z@j$i\,`
} ; B^(0>Da\
e=nEx Y
qIQvix$8
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: k|l"Rh<\~
bA#E8dlC_
CORNN8=k
_nRY5YnL4P
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ]3#_BL)M8p
whP>'9t.w
jr"~
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 1N<)lZl)
>*A\/Da]j
qv3L@"Ub
j#%*@]>Tg
二. 战前分析 6<A\U/
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 WPyd ^Y<
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 lfR"22t
Jg|3Wjq5
PpN+q:(
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); d; @Kz^
/* --------------------------------------------- */ {Z;W|w1t
vector < int *> vp( 10 ); GMOv$Tn-_L
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); J8a4.prqI
/* --------------------------------------------- */ ,%dn)gt7
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 4BuS?
#_
/* --------------------------------------------- */ ,=>O/!s
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); =}7wpTc,
/* --------------------------------------------- */ DC*|tHl
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); zEY
Ey1
/* --------------------------------------------- */ NLb/Bja
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); .(;k]UP
[.z1
0e8)*2S
_a*Wk
看了之后,我们可以思考一些问题: iG!MIt*
1._1, _2是什么? WP^%[?S2
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。 iCk34C7
2._1 = 1是在做什么? lKIHBi
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。 XrSqUD
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。 & PHHacp
Jc9SHCJ
k1-?2kf"{
三. 动工 mMT7`r;l
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: @uY%;%Pa8
@zfeCxVOA
5bmtUIj
AH=6xtS-
template < typename T > H3OH
class assignment Vzbl*Zmx
{ .M:,pw"S]
T value; P'ZWAxd
public : z=)5M*h
assignment( const T & v) : value(v) {} GUat~[lUrj
template < typename T2 > [zf9UUc~
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } x6Z$lhZ
} ; {2Gp+&
9lTA/-
>>^c_ 0"O
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 zi*D8!_C
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment =t)eT0
Y,E:?
9@D,ZSi
&Vgjd>
class holder PVEEKKJP]J
{ 9MM4 C
public : {8I93]
template < typename T > v/yk T9@;
assignment < T > operator = ( const T & t) const i@B5B2
{ 3'&]v6|
return assignment < T > (t); pm )A*][s
} :l9C7o
} ; RNvtgZ}k{X
&]z2=\^e
^O892 -R
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: SKG_P)TnO
@RaMO#
static holder _1; ,9+@\
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 _'j>xK
PS=crU@"H
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); z5Nw+#m|
i
而不用手动写一个函数对象。 PVtQ&m$y
]m}>/2oSs
FP9ZOo og
_bMs~%?~/
四. 问题分析 {n1o)MZ]R
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。 PiH#9XB
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。 QL\'pW5
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 BwBv'p+n
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 [;.zl1S<
下面我们可以对这几个问题进行分析。 .)W8
U [
|`O7>(h
五. 问题1:一致性 <w,aS;v6jp
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?| sk],_ l<
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 +pjD{S~Y
TUk1h\.q
struct holder 7x1jpQ-
{ ~sA}.7
// ul% q6=f)
template < typename T > St(7@)gvY
T & operator ()( const T & r) const x3M`l|
{ a{u)~:/G
return (T & )r; PqP)<d'/
} cxmr|-^
} ; ?^@;8m
HWs?,AJNxB
这样的话assignment也必须相应改动: >eU;lru2Q
S:R%%cy
template < typename Left, typename Right > M=!x0V ;
class assignment 8`*`4m
{ _|s{G
Left l; nq$^}L3&~
Right r; U1&m-K
public : f:HRrKf9
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 02=eE|Y@
template < typename T2 > X#Hs{J~@p
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } A>'o5+
} ; Q04N
46$5f?Z
同时,holder的operator=也需要改动: _/PjeEm
$p
pRYt.}/K
template < typename T > oFY'Ek;d
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ,NVQ C=
{ b)`<J @&{
return assignment < holder, T > ( * this , t); Y%Saz+
} M'[J0*ip
DuCq16'0T
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 1s1$J2LX
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 t/nu/yz5E
3lLO.
return l(rhs) = r; 7@06x+!
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。 eP;lH~!.0
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: zR]l2zL3
`qUmOFl
template < typename Tp > "|&SC0*
class constant_t A2htD!3
{ ]Wfnpqc^
const Tp t; M<