一. 什么是Lambda aZ`agsofk
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 I]1Hi?A2
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, QC,(rB
j88sE MZ
?<^AXLiKV
7#qL9+G
class filler 6FMW g:{
{ F@roQQu
public : Nj&%xe>].
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} PGl-2Cr
} ; }/3pC a
"m;]6B."
%v:h]TA
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/m)f#
u@u.N2H.%
)uuEOF"w
chzR4"WZFt
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); D-:<]D:
0.+eF }'H
5THS5'
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 B/kn&^z$|~
K(fLqXE%
g_c)Ts(
bv>lm56
二. 战前分析 jZ,[{Z(N
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 h!CX`pBM
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 wD^do
YKOO(?lv
&})d%*n
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); U*"cf>dB(
/* --------------------------------------------- */
vD9D:vK
vector < int *> vp( 10 ); 05I39/T%
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 2BA9T nxC
/* --------------------------------------------- */ - :z5m+
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 4@iJ|l
/* --------------------------------------------- */ kS#DKo
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); q)xl$*g
/* --------------------------------------------- */ v|2q2 bz
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Q4LlToHn
/* --------------------------------------------- */ -
zw{<+;
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ^J~A+CEf"W
TM}'XZ&
?iEXFYJG
dN/ "1%9)
看了之后,我们可以思考一些问题: l~!fQ$~
1._1, _2是什么? C!k9 JAa$Z
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。 yZ)aKwj%U
2._1 = 1是在做什么? |abst&yp
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。 U3+_'"
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。 pQ^,. [[
T_tDpq_|
f"<@6Axq
三. 动工 7h#faOP
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 7e{X$'
SA+%c)j29
L[Yp\[#-q
{F+M&+``
template < typename T > s?x>Yl
%
class assignment 'BdmFKy1
{ oT (:33$
T value; 0mD;.1:
public : Y!1^@;)^
assignment( const T & v) : value(v) {} cm 9oG
template < typename T2 > VIYksv
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } P[GX}~_k
} ; G1;'nwf}
) UDJ[pL@
avt>saR
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 x+y!P
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment j YIV^o 0
:e<`U~8m
Tb0;Mbr
PUjoi@]
class holder Ie&b<k
{ ]pR fY9w
public : E?gu(\an@
template < typename T > L+~YCat|$U
assignment < T > operator = ( const T & t) const cv*Q]F1%
{ jFNs=D&(
return assignment < T > (t); Q^MXiEO+
} "^
6lvZP(
} ; *iRm`)zC(
j
#I:6yA3
<A -(&+
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: ;?L!1wklA
M o"JV
static holder _1; Jm(&G
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Q
f+p0E;
:ONuWNY
N
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); lO2T/1iMTW
而不用手动写一个函数对象。 42J';\)oP
YD='M.n\
k$-~_^4m
\n*7#aX/
四. 问题分析 U!\2K~
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 i2FD1*=/?
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ~6-"i0k
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 si^4<$Nr%j
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Z`oaaO
下面我们可以对这几个问题进行分析。 &8Jg9#
9o`7Kc/g
五. 问题1:一致性 Hw?2XDv j
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?| ,u&tB|,W,
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 'Uko^R)(
zD)IU_GWa
struct holder T}t E/
{ ovDJ{3L6O
// z
_O,Y
template < typename T > 2 ]V>J
T & operator ()( const T & r) const LmXF`Y$
{ xMNNXPz(
return (T & )r; vcw>v={x
} +dCDM1{_a
} ; xBL$]>
b'7z DZI]
这样的话assignment也必须相应改动: |k`f/*
Z&dr0w8
template < typename Left, typename Right > \o:ELa HY
class assignment g=FDm*
{ 5?5-;H
Left l; wc7mJxJxA
Right r; .0
s[{x
public : b46[fa
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} hgweNRTh!
template < typename T2 > .# 6n
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } JO2ZS6k[
} ; 7b&JX'`Mb
#+K
Kvk
同时,holder的operator=也需要改动: )D["M$ZA^
af<NMgT2s~
template < typename T > IpWy)B>Fl3
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const $hjP}- oUX
{ M&qh]v gC
return assignment < holder, T > ( * this , t); =My}{n[
} &Y54QE".
0%xR<<gir
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。 3XeXzPj
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 d ~{jEg
t."g\;
return l(rhs) = r; \7Gg2;TA6o
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。 {W5ydHXy
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: hWD !
t&GA6ML#s
template < typename Tp > YgE]d?_h
class constant_t 9wO/?
{ A 1T<
const Tp t; J [ YtA
public : |SGgy|/a#
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} (Wd_G-da
template < typename T > <<
3
a<I
const Tp & operator ()( const T & r) const :+~KPn>w5
{ _ PXG AS
return t; hLb;5u&!kW
} P?9nTG
} ; u0m5JD0/
-VS9`7k
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 8tb6 gZz
下面就可以修改holder的operator=了 M{`/f@z(
:s'o~
template < typename T > -O|&