一. 什么是Lambda 6^]Y])
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 S"Dw8_y7}
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, ]oN:MS4r
p -=+i
X~O2!F
Ifm|_
class filler zd+_
BPT
{
=jX'FNv#
public : 4$+9Wv
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} eJB !|
} ; fJ3*'(
KMxP%dV/=
94umk*ib
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: y~ JCSzpU
`i8KIE
BTwLx-p9t
TS9=A1J#
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); H}OOkzwrA
cC_L4
W?a2P6mAh
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 R0R Xw
Cz2OGM*mz?
GUJaeFe
(GVH#}uB
二. 战前分析 . mDh9V5
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。 ,r{[l D^
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 Im;8Abf
*^XfEO
'1lr "}"Q+
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); L~yu
/* --------------------------------------------- */ Yq;|Me{h
vector < int *> vp( 10 ); 47R4gs#W
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); } PD]e*z{Z
/* --------------------------------------------- */ ]&za^%q0&
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
bwjjwu&
/* --------------------------------------------- */ 3Zm'09A-.
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); qRg^Bp'VD#
/* --------------------------------------------- */ H+:SL $+<o
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 03ol!|X"9
/* --------------------------------------------- */ [E_eaez7#
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); -jc8ku3*
;}!hgyq
3:Aw.-,i\
'iM;e K
看了之后,我们可以思考一些问题: 8Wn;U!qT
1._1, _2是什么? `C~RA,M
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 4Gl0h'!(
2._1 = 1是在做什么? En:.U9?X
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 BlF]-dF\
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 &uwj&-u?
D-8NDa(`
8}/v[8p
三. 动工 cd36f26`"w
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: fk%yi[
?@U7tNI
)D
^.{70N
'JR2@W`]]
template < typename T > }cK<2J#
class assignment d'~sy>
{ 7\sJ=*
T value; 6fvzTd},
public : >hcA:\UPk
assignment( const T & v) : value(v) {} VeixwGZ.
template < typename T2 > hLyD#XCFA
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } G=lcKtMdg
} ; Hl"qLrb4
dmHpF\P5f
s;'XX}Y
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 aRBTuLa)fo
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 90)0\i+P
{C>.fg%t
PI>PEge!&
G%
wVQ|1
class holder <3dmY=
{ #J.v[bOWQ
public : IwC4fcZX6
template < typename T > J /3qJst
assignment < T > operator = ( const T & t) const H"|xG;cf
{ G}aw{Vbg_
return assignment < T > (t); _3UH"9g{
} yT Pi/=G
} ; JcsJfTI
8X=cGYC#
W=T3spV
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: BIf E+L(
O5HK2Xg,C
static holder _1; [%(}e1T(
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ?bc-?<Xk
J&4QI( b.
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Jy)E!{#x
而不用手动写一个函数对象。 /0Q=}:d
6AeX$>k+
L/1zG/@
|cpBoU
四. 问题分析 hzIP ?0^E
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。 !'>(r K$
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。 "KQ3EI/g
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 QjH;'OVt
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 f}q4~NPn-
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Zw+VcZz3
<.j `n
五. 问题1:一致性 !g}?x3
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?| }qy,/<R
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 v3|-eWet^
,4oYKJ$+h
struct holder O9OD[VZk
{ Xd%c00"U
// n:JWu0,h
template < typename T > m1@ste;$W
T & operator ()( const T & r) const )%rGD
=2~
{ ,"?h_NbF
return (T & )r; Ed[ tmaEuV
} ( ONn{12Q
} ; /]H6'
zbH Nj(~
这样的话assignment也必须相应改动: JmDi{B?
lz>YjK:
template < typename Left, typename Right > i^j1i
class assignment +We_[Re`<
{ zjVBMqdD
Left l; );T0n
Right r; _ndc^OG
public : %:I\M)t}k
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} a12Q/K
template < typename T2 > H/8H`9S$
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ACQc
0:q
} ; b-pZrnZ!
w,hl<=:(FB
同时,holder的operator=也需要改动: ]IbX<
|l\&4/SJ
template < typename T > t)|*-=
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const yuyI)ebC
{ [?rK9I&
return assignment < holder, T > ( * this , t); v{%x,K56
} U5 X\RXy~
z~[:@mGl
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。 p<b//^
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 %@/"BF;r
0k]$ he;h
return l(rhs) = r; *v1M^grKd
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。 yW::`
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: H CKD0xx
? yL3XB>
template < typename Tp > 0p6
class constant_t 5`su^
{ >uVo'S.
const Tp t; W?y7mw_S
public : ZL!,s#
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} bf1Tky=/
template < typename T > _5<d'fBd
const Tp & operator ()( const T & r) const \o-9~C\c*
{ sb8%!>C
return t; WiDl[l"{9
} xJCMxt2Y
} ; B4tC3r
.3xpDVW^e
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 M::
下面就可以修改holder的operator=了 r~mZ?dI
QaAA@l
template < typename T > w'Y(doY,
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const isU7nlc!
{ L7kNQ/
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); h%4aL38
} G
=`-w
n $Nw/Vm
同时也要修改assignment的operator() %"<|u)E
z@bq*':~J
template < typename T2 > }%8 :8_Ke
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } }j+Af["W?
现在代码看起来就很一致了。 }~I(e
|}^me7C,[
六. 问题2:链式操作 o7gYj\
现在让我们来看看如何处理链式操作。 KjWF;VN*[3
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。 H1bHQB
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。 3o_)x
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。 n8pvzlj1
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 1iA0+Ex(j
x3>ZO.Q
template < typename T > DB~3(r?K
struct result_1 M&Q