一. 什么是Lambda ju3@F8AI
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 w=<E)
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, _'17C/
lZ)6d-vK
xf/K+
.AOc$Nt
class filler mtkZF{3Jx
{ M$Ui=GGq
public : "U"fsAc#
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 0^\H$An*k
} ; S.Kcb=;"L
j,;f#+O`g
SXYwhID=
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: &WLN
R9^vAS4t[O
maHz3:
wr:W}Z@pL
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); H ?9Bo!
;dMr2y`6
38m9t'
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 W1<*9O
^|6#Vx
YpXd5;'
`GBJa k
二. 战前分析 ,jeHL@>w[
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 74:( -vS
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 Te~jYkCd
|f$ws R`&
f*rub. y
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); DJ7ak>"R
/* --------------------------------------------- */ 0tL5t7/Gr
vector < int *> vp( 10 ); d}fd^x/
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Sz<:WY/(x
/* --------------------------------------------- */ Gey-8
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); _<jU! R
/* --------------------------------------------- */ ,mvFeo;@f
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); H)E,([
/* --------------------------------------------- */ g.Qn,l]X/p
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 6Iv};f"Y
/* --------------------------------------------- */ h lc!}{$%8
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); c^'bf_~-W
"~EAt$
9S17Lr*c
!KJ X$?
看了之后,我们可以思考一些问题: ==?%]ZE8
1._1, _2是什么? FN/l/OSb
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 k$m'ebrS.~
2._1 = 1是在做什么? M E]7e^
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。 ;`c:Law4
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。 qi7*Jjk>90
j DEym&-
Z L0k
三. 动工 EXjR&"R
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 5wh(Qdib
yx&}bu\
87 B$
.@+M6K*
template < typename T > .t>SbGC
class assignment ~N| aCi-X
{ ]j,o!|rx7
T value; S{bp'9]$y
public : ;Ccp1a~+
assignment( const T & v) : value(v) {} G7,v:dlK
template < typename T2 > 7b-[# g
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 9Z=hg[`]<
} ; kSol%C
*P7n YjG
>YXb"g@.
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 P8=J0&5
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment y]obO|AH
?P9VdS1-
r/0#D+A
7^Us
class holder q[vO
mes
{ S/y(1.wh
public : RT'5i$q[
template < typename T > Zn.S65J*u
assignment < T > operator = ( const T & t) const E=S_1
{ f>mEX='w
return assignment < T > (t); y6sY?uu
} ]v@ng8
} ; X"g,QqDD
:4X,5X7tW=
wRwx((eb
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: +kxk z"fP
H3d|eO4+W
static holder _1; K)`R?CZ:s
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 =? q&/
cru
I|Hcs.uW
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); d/*EuJYin<
而不用手动写一个函数对象。 {[NQD3=+F
1y U!rEH
s/E9$*0
c<cYX;O
四. 问题分析 X3gYe-2
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 X%iqve"{nB
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 wT;;B=u}G
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ]k1N-/
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 d3T7$'l$
下面我们可以对这几个问题进行分析。 9S'\&mRl
#&S<{75A
五. 问题1:一致性 {O!;cI~
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?| r[kHVT8
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 !{uV-c-5,
F3Vvqt*2
struct holder U;.cXU{
{ I|>IV
// ci(BPnQ
template < typename T > -ECnX/ "
T & operator ()( const T & r) const 98<^!mwF
{ c[OQo~m$
return (T & )r; G~*R6x2g
} YWi Y[
} ; CSm(yB{|pC
\4 t;{_
这样的话assignment也必须相应改动: JL:B4f%}B
yFFNzw{
template < typename Left, typename Right > T%}x%9VO7
class assignment +{)V%"{u:
{ |?'
gT"#
Left l; vl%Pg!l
Right r; ^MT20pL
public : Dn~t _n
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} &|zV Wl
template < typename T2 > 5KYR"-jY
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } u<j.XPK
} ; }zeKf/?'
)5;|mV
同时,holder的operator=也需要改动: d+eb![fi
4HXNu, T'
template < typename T > W"xRf0\V
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const q> #P|
{ D{[i_K
return assignment < holder, T > ( * this , t); Pc~)4>X<
} ;]/cCi
JvW!w)$pY
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 ,Qe`(vU*s
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 :KRe==/
63i&e/pv
return l(rhs) = r; 9B3}LVg\
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
DshRH>7s8
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: E@="n<uS
FEA/}*2F
template < typename Tp > e7U9"pk
class constant_t ?nR$>a`
{ }T=\hM
const Tp t; ,}Ic($To
public : (jE[W:
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} \ $9n
`
template < typename T > Y:'c<k
const Tp & operator ()( const T & r) const jLul:*
L
{ u/?;J1z:
return t;
bqR0./V
} y=}a55:qE
} ; mO\=#Q>
a>nV!b\n5
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 9>5]y}.{
下面就可以修改holder的operator=了 E|B1h!!\c
'BEM:1)
template < typename T > !{oP'8Ax$
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const UFa 00t^5
{ :OY7y`hRG
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); Dw2$#d
} &\r_g!Mh
Yg`z4U'6~
同时也要修改assignment的operator() iJu$&