一. 什么是Lambda 70qEqNoC
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 &l+Qn'N
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, <&\ng^Z$
VlV
X
h%EeU
3
S70#_{
class filler [QnN1k
{ "W(D0oy
public : g}W`LIasv
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} E+\?ptw
} ; W]po RTJ:
`0Udg,KOs
b<tV>d"Fv
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: 27!FB@k-
mz0{eO
f\
P0%
k{2Gq1S{
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 33~MP;
>` s"C
s&$?m[w
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 _}5vO$kdO
$9YQ aN%
Pxl, "
:'T+`(
二. 战前分析 2^B_iyF;
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 "AagTFs(i
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 =NY;#Jjn
RiTL(Yx
K$Bv4_|x
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ]he~KO[j<
/* --------------------------------------------- */ `Wx|
4
vector < int *> vp( 10 ); <N)!s&D
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); vm! y2
/* --------------------------------------------- */ JRB6T _U
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ]$g07 7o
/* --------------------------------------------- */ @ZISv'F
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); dqB,i9--
/* --------------------------------------------- */ AGFA;X
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 54p{J
/* --------------------------------------------- */ Z' i@;^=A
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); +QN4hJK
c+ZOC8R
?!Y_w2
Fn5BWV
看了之后,我们可以思考一些问题: z\eQB%aM
1._1, _2是什么? l9\W=-'
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。 #]dm/WzY
2._1 = 1是在做什么? JL,Y9G*]s
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。 b|_e):V|
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。 M+:5gMB'
ddgDq0N1j
!SK`!/7c?
三. 动工 X2V+cre
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ;y(;7n_ a
9JdJn>
k[8F: T-
L!:NL#M
template < typename T > :|(YlNUv
class assignment k<1i.rh
{ eQi^d/yi
T value; L]MWdD
public : K^!#;,0
assignment( const T & v) : value(v) {} $]LS!@ Rm
template < typename T2 > V<
F&\
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } y^H5iB[SPL
} ; ;?{^LiD+F
+2{ f>KZ
Gbhw7
(&
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 f:M^q ;
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment '=;e#
C`<{
LZ)g&A(j?
d*tWFr|J-
:Fhk$?/r
class holder h2'6W)
{ bf/6AY7
public : J299mgB
template < typename T > V%4P.y
assignment < T > operator = ( const T & t) const waMV6w)<
{ i1x4$}
return assignment < T > (t); *w;?&)8%
} S
}`f&
} ; f2c<-}wR
.QP`Qn6 (P
fBh"
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: h
8$.mQr
8`L]<Dm
static holder _1; "81'{\(I_
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 At@0G\^
pmP~1=3
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); _Yo)m|RaB
而不用手动写一个函数对象。 s=)W
qcO~}MJr}^
1)c{;x&W
9gA@D%0
四. 问题分析 V06*qQ[
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。 f&$Bjq
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 A o*IshVh
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 /{l_tiE7
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 6)sKg{H
下面我们可以对这几个问题进行分析。 tC'#dU`=qY
c9c]1XJ
五. 问题1:一致性 XcNL\fl1
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| <U$YJtEK
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 |-6`S1.
8G)~#;x1
struct holder I._ A
{ ^GV'Y
// =( ZOn=IL
template < typename T > 346 z`5
T & operator ()( const T & r) const !F s$W
{ %qcCv9
return (T & )r; {3KY:%6qj
} wDi/oH/H
} ; vKnZ= =B
*JImP9SE
这样的话assignment也必须相应改动: =xkaF)AW&v
PW@ :fM:q
template < typename Left, typename Right > TNh&g.
class assignment V^tD@N
{ k-&<_ghT \
Left l; J8\l'}?&
Right r; f~l pa7
public : ]?_~QE`
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :V6
[_VaF
template < typename T2 > LS*L XC
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } zq+2@"q
} ; zW\a)~E
R<1%Gdz
同时,holder的operator=也需要改动: waz5+l28
d(}?
\|
template < typename T > 4w|t|?
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 2wO8;wiA
{ ri-&3%%z<
return assignment < holder, T > ( * this , t); }{+?>!qD t
} zATOFV
x]YzVJ =Y
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 a
7v^o`
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 :o`
<CO
F
]X<q uuL
return l(rhs) = r; ;4-$C =&
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。 >#n"r1
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: mKTF@DED
;fV"5H)U\
template < typename Tp > d. d J^M
class constant_t vy2<'V*y}
{ R-$w*=Y
const Tp t; ]UIN4E
public : {_W8Qm`.
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} v2rzHzFU
template < typename T > 5f_x.~ymA
const Tp & operator ()( const T & r) const q8ZxeMqx%
{ nv0D4 t
return t; gjD|f2*x
} (8~mf$ zx,
} ; V* JqC
#5y+gdN
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ;\pINtl9<
下面就可以修改holder的operator=了 ^W}|1.uZ
#/I+[|=[O
template < typename T > yLqhj7
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 6VQQI9
{ yU(}1ZID
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); hc$m1lLn
} B}NJs,'FJ
ga KZ4#
同时也要修改assignment的operator() f
} r
\
2ia&c@P-
template < typename T2 > Q2oo\
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } **-rPonM[
现在代码看起来就很一致了。 UazK0{t<f
'/D2d
六. 问题2:链式操作 BbFLT@W4
现在让我们来看看如何处理链式操作。 QDJ#zMxFD
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。 o *U-.&
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 `B&