一. 什么是Lambda Z+0?yQ=%
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ; VBpp<
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, U M@naU
*MI)]S
WJAYM2
6\
w$b~x4y%
class filler A]j}'
{ r]0(qg
public : b7!UZu]IEv
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} !Vb,zQ
} ; 0vDg8i\
<^Nk.E
' X}7]y
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: dnwdFsf
Q<yAT(w
iD<6t_8),
R4SxFp
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); y^G>{?Tha
a1|c2kT
*0~M
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 |Ytg
gD6tHg>_
sQtf,e|p
UWw}!1
二. 战前分析 Px#$uU
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。 ]~8v^A7u
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 5%P[^}
\vVSh
(z2Z)_6L*L
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Yx),6C3
/* --------------------------------------------- */ 6- ]h5L]
vector < int *> vp( 10 ); +#s;yc#=2
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ,1
P[
/* --------------------------------------------- */ l4 "\) ];
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); .T$D^?G!D
/* --------------------------------------------- */ 7)J6/('
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 30_ckMG"g
/* --------------------------------------------- */ k"
YHsn
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); j o_
sAb
/* --------------------------------------------- */ qo_]ZKL44
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); e:OyjG5_
\QT9HAdd@
sofu
h!e2
+4{4{
看了之后,我们可以思考一些问题: nJT4w|Yx
1._1, _2是什么? :Q-oV8t{
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。 Rri`dmH
2._1 = 1是在做什么? 7>n"}8i
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。 Es[?yft2Q<
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。 Pv0OoN*eJ{
09x\i/nb
ih~c(&n0
三. 动工 bWMM[pnL
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: K90Zf
\uanQ|Nu
MX9q
)(:
88G[XkL$2
template < typename T > 53(m9YLk
class assignment 9"V27"s
{ \t!+]v8f8
T value; L<Lu;KnY6
public : H56e#:[$
assignment( const T & v) : value(v) {} )n0g6
template < typename T2 > RbrvY
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } q2/Vt0aYx
} ; t-E'foYfr`
MGmtA(
c\;}ov+
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 0tsll1
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment I=3q#^}[
_$=xa6YA
%F}`;>C3
aMz%H|/$
class holder VVe>}
{ UiYA#m
public : ]AHi$Xx
template < typename T > O-&n5
assignment < T > operator = ( const T & t) const iK.MC%8?
{ ZE=~ re
return assignment < T > (t); D#k>.)g
} ^|sQkufo
} ; XHe=
2{#quXN9
c/x(v=LW
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: v4ueFEY
h.7 1O"N
static holder _1; atN`w=6A`
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ]X-ZRmB`
}e@j(*8
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); _5X}&>>lhF
而不用手动写一个函数对象。 f0^s*V+
z2dM*NMK
lI5{]?'
}~ +
四. 问题分析 n"MFC
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 `9wz:s QtP
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Ri-I+7(n!
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Hu'c)|~f
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Nf;vUYP
下面我们可以对这几个问题进行分析。 0dgR;Dl(
D!X{9q}S1
五. 问题1:一致性 }`h}h<B(
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 10 p+e_@
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 (Bmjz*%M
}U#S*
struct holder ;pU LJ}rDb
{ o?%x!m>
// (te\!$
template < typename T > z.jGVF4
T & operator ()( const T & r) const 3s|tS2^4
{ 6}|vfw
return (T & )r; ~pF'Qw"z|
} {2q
} ; "@f`O
oF*Y$OEu?c
这样的话assignment也必须相应改动: 2R5]UR S
3'']q3H
template < typename Left, typename Right > Tok"-$`N
class assignment F`ihw[
Wn
{ K]7@%cS
Left l; j"NqNv
Right r; '@:;oe@]
public : vw(};)8
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} IBuuZ.=j2h
template < typename T2 > #h&?wE>
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } >kB?C!\
} ; huQ1A0(no
R]r~TJ o
同时,holder的operator=也需要改动: b#]in0MT?@
RSnK`N\9jb
template < typename T > i
9b^\&&
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const wWm#[f],?
{ L8$7^muad
return assignment < holder, T > ( * this , t); gVD!.
} f{)*"
2GD%=rP2]
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 q&N&n%rbm
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 S\ li<xl
BPPhVE
return l(rhs) = r; RM`8P5i]sF
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 >?DrC /
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: zMG4oRPP
pG4Hy$e
template < typename Tp > %_z]iz4
class constant_t 7'o?'He-.2
{ i@p?.%K{
const Tp t; 7 yi >G
public : j`#|z9`(pB
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} JRNyvG>j
template < typename T > XkNi'GJf
const Tp & operator ()( const T & r) const "~Eo=R0O
{ oZ=e/\[K
return t; xCQ<G{;C
} 7f(UbO@BD
} ; 56v<!L5%
bVVa5? HP
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 G +YF
下面就可以修改holder的operator=了 ?&