一. 什么是Lambda <+b:
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 rx;U/)~#<
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, z<fEJN
2"MI8EK
8;'n.SC{
UA9LI<Y
class filler K$]QzPXS
{ MMAC,4
public : IW1\vfe
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} QVH_B+
Q
} ; Ck:J
< 5PeI
)aC+qhh
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: i3"sArP"|
"_K 6=
/iN\)y#u1
sXa8(xc
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 64vSJx>u
-Fdi,\e
3?XLHMxW
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 j<KC$[Kt
vjb?N
m#ie{u^
OKqpc;y:D
二. 战前分析 0?7uqS#L
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。 LF~#4)B
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 sZH7EK
~"mZ0E
{_~G+rqY
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); GWVdNYpmr
/* --------------------------------------------- */ mqHt%RX
vector < int *> vp( 10 ); xS}H483h6W
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); nKO&ffb'<
/* --------------------------------------------- */ '=H^m D+gl
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); qck/b
/* --------------------------------------------- */ +B m+Pj>
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); )
G{v>Z,
/* --------------------------------------------- */ 3XnXQ/({
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); $"8k|^Z3
/* --------------------------------------------- */ TUaK:*x*
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); [:QMnJ
*o[%?$8T
-^b^ 6=#
r+\z0_'
w6
看了之后,我们可以思考一些问题: %p9bl ,x
1._1, _2是什么? c6HU'%v
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 zK 2wLX
2._1 = 1是在做什么? UW*aSZ/?
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 O0~d6Ba
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 3ngLEWT
sb
@hGS
lnDDFsA
三. 动工 s=TjM?)
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: -T?IkL)
PNKT \yd
O i0;.<kX
JY2
F-0t)
template < typename T > j''Iai_
class assignment ?iX=2-
{ /;rN/ot2o
T value; \V>%yl{8
public :
YBD {l
assignment( const T & v) : value(v) {} AD\<}/3U
template < typename T2 > L:M9|/
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } .A\ \v6@
} ; xp&!Cl>C3\
@?m8/t9.
mr!I}I7x&x
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 DQ\&5ytP
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment yj~"C$s
EaD@clJS
=%\6}xPEl<
EKPTDKut
class holder ;J(,F:N
{ rcZ SC3
public : eeU$uR
template < typename T > @MB _gt)7?
assignment < T > operator = ( const T & t) const _vdxxhJ=P3
{ ik*)j
return assignment < T > (t); n^\;*1%$c@
} Qcy`O
m^2
} ; 38rZ`O*D
5|CiwQg|,p
3\n{,Q
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: 1fFb7n~3
=&pN8PEn\
static holder _1; &fW=5'
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 yCIgxPv|7
<j\;>3Q
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); .4<U*Xkt
而不用手动写一个函数对象。 WrNgV@P
5%+}rSn7
1=Zw=ufqV
aT!9W'uY
四. 问题分析 ?=!XhU
.
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。 .w_`d'}
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。 RQCQGa^cP
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 V;-.38py
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Ue#yDTjc
下面我们可以对这几个问题进行分析。 =Rx?6%
J,G9m4Z7
五. 问题1:一致性 {7Avba
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?| P! Ed
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 /iy*3P,`
c^Jgr(Ow
struct holder `4.sy +2
{ Ig3(|{R
// g]<Z]R`
template < typename T > OgN1{vRFx
T & operator ()( const T & r) const L4pjh&+8
{ +;*(a3Gp
return (T & )r; 18"VB50b}
} 2nU
NI
U
} ; D}/=\J/
Hu9R.[u
这样的话assignment也必须相应改动: lF8dRIav
o,Zng4NY
template < typename Left, typename Right > i!W8Q$V
class assignment S@xsAib0J
{ pLQSG}N
Left l; )L<?g!j~
Right r; Z4AAg
public : //M4Sq(
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :aq>
template < typename T2 > 2^bpH%
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } pR6A#DgB
} ; '}+X,Usm
LAY)">*49H
同时,holder的operator=也需要改动: Q^Z<RA(C
?>.g;3E$
template < typename T > 9LEilmPs
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const id tQXwa
{ te*Y]-&I|/
return assignment < holder, T > ( * this , t); <,pLW~2-"
} C6'*/wq
8gtCY~m
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。 3.<6;?
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 G#n^@kc*,
Sd\IGy{a
return l(rhs) = r; \8*,&ak%
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。 ,AbKxT
f2
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: :@>br+S
Dd#
SUQ
template < typename Tp > JXY!c\,
class constant_t `H2F0{\og
{ CoUd16*"JM
const Tp t; (C l`+ V
public : `,-hG
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} "T a9
template < typename T > LbV]JP
const Tp & operator ()( const T & r) const %V %#y $l
{ c,+(FQ9
return t; F%.9fUo
} v!#`W
} ; B!r48<p
pl#o!j( i
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ^wO_b'@v
下面就可以修改holder的operator=了
UJz4>JF
Wl !!5\
template < typename T > QFNz9c
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ^?6
W<
{ {rb-DB-/5M
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); <Id1:
} F/h :&B:;
XJJ[F|k~
同时也要修改assignment的operator() V"7<[u]K|
< R|)5/9
template < typename T2 > 7zg)h
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } iVq#aXN
现在代码看起来就很一致了。 {wpMg
V8nz-DL{
六. 问题2:链式操作 /+4^.Q*
现在让我们来看看如何处理链式操作。 !k:zLjtp
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。 @vdc)vN[/
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。 UL)"
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。 8)W?la8'p
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ^/%o%J&