一. 什么是Lambda ,SQ`, C
_5
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 AY
B~{
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, /E32^o|,>
*%#Sa~iPo
zF([{5r[!)
q-lejVS(g
class filler ?r}'0dW
{ YR? ujN
public : bZKlQ<sI
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 6]D%|R,Q#}
} ; h@H8oZ[
iu$:_W_
|ler\"Eu
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: ^F? }MY>
.m^L,;+2
e%wzcn
Fs}vI~}
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); MKPw;@-
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W[.M$]
vhz[ H
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 U%?
A{IJ](5.kd
`Jv~.EF%
>[A7oH
二. 战前分析 .G~Y`0
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。 _s%;GWj
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 [WXa]d5Y
x[dR5
YKV?I
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Zai:?%^
/* --------------------------------------------- */ Gp.XTz#=
vector < int *> vp( 10 ); G<_<j}=
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Q&k1' nT5
/* --------------------------------------------- */ -L6YLe%w
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); =uil3:,[S
/* --------------------------------------------- */ &9ZrZ"]
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); y~'h/tjM@=
/* --------------------------------------------- */ U{[ g"_+~
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ^OZ*L e
/* --------------------------------------------- */ 9ZVzIv(
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); >bUxb-8
,g~Iup
Kwmtt
F39H@%R
看了之后,我们可以思考一些问题: R<eD)+
1._1, _2是什么? IJQ"
*;
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。 O+w82!<:
2._1 = 1是在做什么? nPRv.h
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。 xJ(}?0h-X
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。 n8RE
rFLm!J]
wnr<# =,I'
三. 动工 DN 0`vl{*
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: \|f3\4;!
YA:!ULzR*
\nbGdka
"+sl(A3`U
template < typename T > ,CED%
class assignment p2I9t|
{ P~^VLnw
T value; Iss)7I
public : WV?3DzeR
assignment( const T & v) : value(v) {} 0vjlSHS;`.
template < typename T2 > .kf FaK
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } *2^+QKDG
} ; S"Z.M _
5oTj^W8M(
E},^,65
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 h( V:-D
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ];
Z[V
<oKoz0!
8ZN"-]*
!+H)N
class holder >X58 zlxk
{ sgfci{~
public : 9h/JW_
template < typename T > }|9!|Q
assignment < T > operator = ( const T & t) const ?qJt4Om
{ LLD#)Jl{?
return assignment < T > (t); R|g50Q
} |EZ\+!8N:{
} ; J-U5_>S
(ptk!u6
m#Dae\w&
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: /BQB7vL
A8T75?lL(
static holder _1; kW4B
@Zh
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 uWjSqyb:
&$NYZ3?9
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); /3KPK4!m
而不用手动写一个函数对象。 |x+g5~$
!eP)"YWI3
$_Kcm"oj
6+LBs.vl}
四. 问题分析 E'iN==p_:
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 S9kA69O
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 N?j#=b+D
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 lK"m|Z
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ; nc3O{rU
下面我们可以对这几个问题进行分析。 nAT,y9&
`P
* wz<
五. 问题1:一致性 N/x]-$fl
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?| Em]2K:
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 5D6 ,B
76eF6N+%}t
struct holder `3?5Z/,y
{ qx f8f
// VXP@)\!
template < typename T > r>_40+|&
T & operator ()( const T & r) const |E?,hTRe5
{ 4r tNvf5`
return (T & )r; y"T(Unvc
} KJYcP72P
} ; ,p)Qu%'
12o6KVV^x
这样的话assignment也必须相应改动: <X"_S'O
4d63+iM+}
template < typename Left, typename Right > ]9lR:V
sw
class assignment oXFo
{ e pGC
Ta
Left l; PR3&LI;B*
Right r; 4'#?"I
public : OVUJiBp
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} vJ9IDc|[
template < typename T2 > 4o3TW#
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } =Y
{<&:%(
} ; _@@.VmZL
.X\9vVJ
同时,holder的operator=也需要改动: 7fXta|eP0
1{-yF :A
template < typename T > bR'UhPs-8;
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 3XSfXS{lwP
{ Y|nC_7&Bv
return assignment < holder, T > ( * this , t); r?2J
} +[2ep"5H
3,^.
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。 ngOGo =
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 KXT9Wt=
-LU%z'
return l(rhs) = r; C17$qdV/
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。 4vJg"*?
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: C+%6N@
Y6RbRcJw
template < typename Tp > ApTE:Fm1
class constant_t NnRX 0]
{ &a!MT^anA~
const Tp t; &cZl2ynPi
public : S1a6uE
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ht_'GBS)
template < typename T > ZtGtJV"H
const Tp & operator ()( const T & r) const srK9B0I
{ jK\AVjn
return t; z#*>u
} Oh5aJ)"D
} ; Mhu|S)hn
&P&VJLA