一. 什么是Lambda teNQUIe-
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 U;dt-3?=.h
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, tnbs]6
l*MUDT@M8\
0aoHv
tZ24}~da
class filler &>B>+}'
{ ${,eQ\
public : f9=X7"dzP
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ew ,ed U
} ; I{ZPv"9j^
tpzdYokh>
"/h"Xg>q
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: &{{f|o=u.
-"fq34v
#;\;F PuZ
vX24W*7
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); BFu9KS+@)
eL4@%
]o
p<['FRf"
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 )L("t
T0)y5
9f[[%80
~?+m=\
二. 战前分析 6_><W"r:]
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 2~'quA
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 <4bo7XH
'J2P3t
L%Hm#eFx
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ~H~4 fp b
/* --------------------------------------------- */ y_r6T
XnGL
vector < int *> vp( 10 ); dAt[i\S
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); =D$r5D/xd
/* --------------------------------------------- */ `t2! M\)
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); tqC#_[~7
/* --------------------------------------------- */ W5g!`f
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); bcs(#
/* --------------------------------------------- */ !+l,
m8Hly
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); U<gw<[>f
/* --------------------------------------------- */ EZW?(%b>H
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); h:90K
-*r';Mz;
4 l(o{{
Z:Am\7 I
看了之后,我们可以思考一些问题: y>PbYjuIU
1._1, _2是什么? bm?TMhC
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。 06;{2&ju<
2._1 = 1是在做什么? C[,-1e?
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。 @ U|u _S@
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。 ~5529
~`.%n7
(7
iMIY
三. 动工 fXj
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: mYX) =B{
T]`"
Xl8
H_]kR&F8
(#lS?+w)
template < typename T > 2Mp;/b!
class assignment wl9icrR>
{ !y.7"G*
T value; +=4b5*+qG
public : :8
:>CHa
assignment( const T & v) : value(v) {} `Fr$q1qae{
template < typename T2 > I^=M>_s4
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } o~p^`5#
} ; gX<C-y6o
cyyFIJj]
jT',+
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ?=&*6H_v
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment l"CONzm!
'z/hj>B<
Jjv&@a}
F_`Gs8-VH
class holder Sb.;$Be5g
{ X,~C
public : AsOI`@FV
template < typename T > A:(uK>5{Kk
assignment < T > operator = ( const T & t) const `'`XB0vb
{ cxV3Vrx@A
return assignment < T > (t); gqd#rjtfz
} X@rAe37h+
} ; D@e:Fu1\R
*RhdoD|a
q_bB/
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: dL>ZL1.$
#"l=Lv
static holder _1; lf 3W:0K
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 +}]xuYzo
a9%#
J^!
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ! WNr09`
而不用手动写一个函数对象。 *P>F#
~X
ZC"p^~U_e[
f`cO5lP/:)
>K3Lww)Ln
四. 问题分析 P$Nwf,d2u
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 /OEj]DNY
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 6Y=)12T
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 [LE_lATjU
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 *=rl<?tX
下面我们可以对这几个问题进行分析。 y7JJ[:~~
Dcq^C LPY
五. 问题1:一致性 K\#+;\V
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| "\30YO>\
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ^VD14V3
!U@[lBW
struct holder &0'BCT
{ k#
/_Zd
// ]'{<O3:7
template < typename T > b$hQB090
T & operator ()( const T & r) const c8h
9
{ QM=X<?m/,=
return (T & )r; *&7Av7S
} |2Q;SaI^\
} ; U.&=b<f(0r
d:3G4g
这样的话assignment也必须相应改动: {B34^H:
1r$q $\
template < typename Left, typename Right > BQsy)H`4E
class assignment Q!c*2hI
{ f -bVcWI
Left l; 6 LC*X
Right r; 7P=j2;7 v
public : l78zS'
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} dI3U*:$X
template < typename T2 > fN@2 B
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Ef69]{E
} ; e(sQgtM6
;sDFTKf
同时,holder的operator=也需要改动: H13|bM<
:*1bhk8~
template < typename T > -rUn4a
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 6tVB}UKs
{ bUt?VR}P(
return assignment < holder, T > ( * this , t); Y<l{DmrsA
} Pn0V{SJOJ%
U)2\=%8
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。 UW!!!
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 CtS*"c,j
al1Uf]xh
return l(rhs) = r; Ygr1 S(=
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。 lj(}{O
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
d x?4)lb
d
n3sh<
template < typename Tp > ;kY'DKL(
class constant_t s-[ _%
{ Z3)1!|#Q
const Tp t; l:%4@t`
public : F|9
W7
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Gz@'W%6yaV
template < typename T > 7YrX3Hx8
const Tp & operator ()( const T & r) const /2 ')u|
{ (=,p"3^
return t; j'g':U
} C[gy{40}
} ; $ba3dqbCW
a~jM^b;VN
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 @Pb!:HeJE
下面就可以修改holder的operator=了 1)U%p
:A.dlesv6
template < typename T > \hoYQK j
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const sz9C':`W
{ QE1DTU
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); g4^=Q'j-
} |hk?'WGc`0
\L Gj]mb1
同时也要修改assignment的operator() XDRw![H,~
bVaydJ*
template < typename T2 > =J:6p-\*
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } Sxa+"0d6
现在代码看起来就很一致了。 WW\t<O;z
)*Xd
六. 问题2:链式操作 ckG`^<
现在让我们来看看如何处理链式操作。 =^#^Mq)
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。 z)*7LI
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。 '[g@A>xDvW
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 kqdF)Wa am
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct .93B@u
U 51C /A
template < typename T > EFSln*|
struct result_1 6HeZ<.d&
{ 5F&xU$$a-
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; K)"lq5nM
} ; SFP%UfM<