一. 什么是Lambda h-VpX6
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 5- Q`v/w;
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, F\.n42Tz
nU"V@_?\
ailje
dvUBuY^[
class filler K`PmWxNPh
{ 1\d$2N"
public : \FOX#|i)
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} W'{q
} ; g%w@v$
#80*3vi~F
zT}Q rf~
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: ^iJMUV|
qlUYu"`i
5 Vm
|/
?i4}[q
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 06bl$%
+4emkDTdR
;S+c<MSl
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 \~xOdqF/
{aq\sf;i{
4%WV)lt
G+=6]0HT
二. 战前分析 ;K?fAspSH
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 U5mec167
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 0|X!Uw-Q%_
2tvMa%1^
?MhRdY
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); sY,!Ir`/`
/* --------------------------------------------- */ ;_0)f
vector < int *> vp( 10 ); d#T8|#O"
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); n<:/ X tE
/* --------------------------------------------- */ #)%N+Odnr
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); N}\Da:_
/* --------------------------------------------- */ !l'Az3'J|
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); F2yM2Ldx
/* --------------------------------------------- */ >Uvtsj#
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ,eRl
Z3T
/* --------------------------------------------- */ Yt*M|0bL
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); RIX0AE
iUh_rX9A"
Ms?V1
S=lA^#'UdX
看了之后,我们可以思考一些问题: . iq.H
1._1, _2是什么? [Dq7mqr$
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。 U'LO;s04m
2._1 = 1是在做什么? >p!d(J?
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。
(H9%a-3
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。 ( DwIAO/S
q{f%U.
Pi6C1uY6
三. 动工 sTqy-^e7
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: +7<{yP6wU
_u}v(!PI
L{2\NJ"+u
!?tWWU%P)
template < typename T > /#$bb4
class assignment 0c1}?$f[?%
{ $XFG1?L!
T value; 49
3ik
public : u0$7k9mE
assignment( const T & v) : value(v) {} sXTt)J
template < typename T2 > HH6b{f@^
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } P<kTjG
} ; ZP?k |sEH
c}mJ6Pt
#s1M>M)
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ;JFE7\-mC
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment NpD}7t<EF
GT%V,OJ
MvY0?!v
U=XaI%ZM)
class holder *D<S \6=
{ LF%1)x
public : (W+9 u0Zq
template < typename T > `ea$`2
assignment < T > operator = ( const T & t) const wRPBJ-C)
{ UF<|1;'
return assignment < T > (t); *ILS/`mdav
} q30WUO;
} ; T-&CAD3 ,O
~N[hY1}X[
CpS'2@6
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: Beqhe\{
mkBQX
static holder _1; QC <(rx
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 h9+ylHW_cp
G !1- 20
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); }U'5j/EFZ
而不用手动写一个函数对象。 V-=$:J"J'\
;~]&$2sk
DHt 8 f
CR934TE+
四. 问题分析 (%#d._j>fZ
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 o9wg<LP
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 RW(AjDM
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 4Bx1L+Cg
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Z(K [oUJx
下面我们可以对这几个问题进行分析。 NH'RU`U)
@hzQk~Gdi
五. 问题1:一致性
`4}!+fXQ
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 'VJMi5Y(-
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 10#!{].#x
Y1k/ngH
struct holder ";s5It
{ sQJM 4'8f
// c;U\nC<Y
template < typename T > *~!xeL
T & operator ()( const T & r) const +ZRsa`'^
{ 2Fx<QRz
return (T & )r; 18[f_0@ #
} f=K1ZD
} ; :VN<,1s9p^
Od&M^;BQ
这样的话assignment也必须相应改动: LOnhFX
MCh8Q|Yx4
template < typename Left, typename Right > 8~HC0o\2
class assignment ]nX.zE|F
{ >.{
..~"K
Left l; =AD/5E,3
Right r; %4 SREq
public : v9inBBC q
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} _D,8`na>K
template < typename T2 > (la<X<w
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } sx]?^KR:
} ; uTl:u
do[K-r
同时,holder的operator=也需要改动: CCEx>*E6c
^OBaVb
template < typename T > c4-&I"z
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const &V=54n=O?
{ s=%HT fw
return assignment < holder, T > ( * this , t); p,tB
} x *qef_Hu
xh-[]Jz(
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 s`#hk^{
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 :/~vaCZ
*0c
}`|
return l(rhs) = r; _23sIUN c3
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ;*Rajq
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: NWAF4i&$
DGd&x^C
template < typename Tp > (VO Ka
class constant_t mlVv3mVyR<
{ 8fe"#^"s R
const Tp t; g u|;C
public : _O!D*=I
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} >}4]51s
template < typename T > ) F~>
const Tp & operator ()( const T & r) const [CUJ A
{ ?1N0+OW
return t; y:42H tS
} '^/E2+
} ; 1)YFEU&]
J:(Shd'4D
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 8^R>y
下面就可以修改holder的operator=了 8m1zL[.8g
> T-O3/KN
template < typename T > ,B#Y9[R
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ^m+W
{ vlPE8U=
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); J,D{dYLDD
} &