一. 什么是Lambda e`b#,=
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 s!?uLSEdb
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, "P#1=
dq.U#Rhrx
nS3Aadm
BVeMV4
class filler wHs1ge (
{ OWwqCPz.
public : Le?g,c
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} OS;
T;
} ; FfM^2`xP
.e0)@}Jv8>
DqQp47kp
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: S=-$:65
;<Z6Y3>I8
7Q&-ObW
3%?tUt
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); F<b'{qf"
:!g|pd[{ag
'42$O
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 y(QFf*J
$2h%IK>#G
$4xSI"+M%
l~;>KjZg
二. 战前分析 AcuF0KWw/
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 3<W%z]k@M
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ~C%I'z'
!5lV#w!vb
r~)fAb?
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); :K^J bQ
/* --------------------------------------------- */ JXJ+lZmsz
vector < int *> vp( 10 ); HQm_ K0$
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); -&Xv,:'?
/* --------------------------------------------- */ 0pMN@Cz6
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Tp;W4]'a*:
/* --------------------------------------------- */ BJUj#s0$
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); c$ZVvu
/* --------------------------------------------- */ &;-zy%#l
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Z,#H\1v3lB
/* --------------------------------------------- */ =|P
&G~]
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); XJe=+_K9
Q"qI'*Kgt
q_.fVn:!
vO1; ;
看了之后,我们可以思考一些问题: _aPAn|.
1._1, _2是什么?
.fl r
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。 ElQ?|HsQ6p
2._1 = 1是在做什么? DSz[,AaR]
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。 X-HE9PT.
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。 D8Fi{?A#FV
xW`y7Q }p
mcez3gH
三. 动工 JaY"Wfc
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: geR+v+B,
Y}c/wF7o
hU#e\L 7
h`|04Q
template < typename T > *z0d~j*W;
class assignment Lg7A[\c
~
{ EhHxB
fAQ
T value; en< $.aY
public : {Uw
0zC
assignment( const T & v) : value(v) {} =D/zC'l
template < typename T2 > >lRZvf-i
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } >-A@6Qe_
} ; R
p&J!hlA
W91yj:
W r/-{Wt
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ZUQ
_u
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment +Dy^4p?o
;>?h/tS6
C27:tyV
}sXTZX
class holder dDPQDIx
{ Ym6d'd<9(
public : @oA z
template < typename T > lME>U_E
assignment < T > operator = ( const T & t) const @z@%vr=vX
{ B3#G
return assignment < T > (t); GDxv2^4
} =5+*TL`
} ; /\8Il+0
j<<d A[X
F_
F"3'[
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 7PY$=L48A
$O%{l.-O
static holder _1; CZ5\Et6r
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 L80(9Y^xn
X$Vi=f vt
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); TLdlPBnr8
而不用手动写一个函数对象。 EA& 3rI>U)
UD.bb
ZL!u$)(V
":Dm/g
四. 问题分析 LIZB!S@V \
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 II\&)_S.4
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ^ po@U"
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Kw
-SOFE
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 6CY&pbR
下面我们可以对这几个问题进行分析。 vQMBJ&
":Wq<Z'
五. 问题1:一致性 vi,hWz8WB
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Ww7Ya]b.k
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 & LE5'.s
=kd$??F
struct holder I%[e6qX@
{ ;5Sdx5`_
// [xMa^A>p
template < typename T > j6rN t|
T & operator ()( const T & r) const r\Nfq(w
{ Wq1>Bj$J8
return (T & )r; b^1QyX^?:
} mayJwBfU
} ; {K,In)4
v4P"|vZ$&
这样的话assignment也必须相应改动: m#7(<#
R?{+&r.X
template < typename Left, typename Right > ^jdU4
class assignment ;5[KZ8j6Y
{ @YJI'Hf67
Left l; !|cg=
Right r; Ni,nQ;9
public : TktH28tK
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 2QfN.<[-
template < typename T2 > 7},A.q
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Tg\bpLk0=
} ; FfoOJzf~o
^Co-!jM
同时,holder的operator=也需要改动: a)qan
r~4uIUE{
template < typename T > * QgKo$IF
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const \CbJU
{ _fGTTw(
return assignment < holder, T > ( * this , t); }lJ;|kx$
} $XBK_ 5
zw0w."V
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 yIMqQSt79z
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
#&Sr;hAJ
{@Mr7*u
return l(rhs) = r; ~wc:/UM|
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 a?cJl
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: &d# R'Z
VtreOJ+
template < typename Tp > A'WR!*Yt
class constant_t 7e/+C{3v
{ >DqF>w.1
const Tp t; G0cG%sIl
public : d0cL9&~qW
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} { _rfhz
template < typename T > /7Q|D sa
const Tp & operator ()( const T & r) const 5j%G7.S\
{ g?C;b>4
return t; _T=g?0
q
} d[ N1zQW
} ; JzHG5nmB
0D X_*f
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 G
dgL}"*F
下面就可以修改holder的operator=了 <Au2e
DSGcxM+
template < typename T > ZykMri3bi
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 5of3&
{ rr<E#w
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); <=uYfi 3,
} v*;d
V7ph^^sC}
同时也要修改assignment的operator() ITu19WG
&y[NCAeA
template < typename T2 > +2tQFV;
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } hy;VvAH5
现在代码看起来就很一致了。 O 4 !$
{K(mfTqm
六. 问题2:链式操作 |s| }u`(@9
现在让我们来看看如何处理链式操作。 9g9 2eKS
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。 4
1_gak;
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。 BFLef3~.0
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。 v
gN!9
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct %+7]/_JO&