一. 什么是Lambda R^6]v`j;
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 .h-k*F0Ga)
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, Zt \3y
Y;=GM:*H
]#;u]
kS62]v]
class filler F%I*m^7d
{ uQl=?085
public : Rhzcm`"
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Og1Hg
B3v
} ; PNpH)'C|
&UQP9wS4v
r!c7{6N
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: GrA}T` ]
#]2,1dJ
RY}:&vWDk
obK6GG?ZE
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 4oPr|OKj{*
W]5sqtF;6
[Qn=y/._r
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 r)gtx!bx
uA%cie
08z?i
\ccCrDz
二. 战前分析 B/K{sI
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。 qf*e2"~v
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 b?:SCUI
z:d+RMA
/t04}+,e^
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); l(3\ekU!
/* --------------------------------------------- */ l8 XY
vector < int *> vp( 10 ); ]Z>zf]<
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); :@,UPc-+
/* --------------------------------------------- */ ui&^ m,
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ]g]~!":
/* --------------------------------------------- */ ogJ>`0 +J
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); A}CpyRVCn
/* --------------------------------------------- */ t+aE*Q
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Fv3:J~Yf
/* --------------------------------------------- */ J5zu}U?
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); "v+%F
p><DA fB
`l-R?C?*!
"uU[I,h
看了之后,我们可以思考一些问题: q;<Q-jr&O
1._1, _2是什么? ~2}^
-,
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。 (*G'~gSX
2._1 = 1是在做什么?
++CL0S$e
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 8]&lUMaqVZ
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 S%7%@Qs"%
1-}$sO c
r' J3\7N!u
三. 动工 W C3b_ia
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: sx][X itR+
ZIJTGa}B
q
HE*P0Yf=
x=3+@'
template < typename T > }J] P`v
class assignment C-;}a%c"
{ p/?TU
T value; :snn-e0l
public : }>m3V2>[
assignment( const T & v) : value(v) {} N4wMAT:h
template < typename T2 > D}K/5iU]a
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } lPn&,\9@~
} ; _R;+}1G/
^jg{MTa
etL)T":XV
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 vA#?\j2
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Kvh6D"
jAOD&@z1
1~9AQ[]w8
(N$$N:ac[t
class holder G9jlpf5>
{ !@@rO--&
public : hionR)R4
template < typename T > Xj;5i
Vq
assignment < T > operator = ( const T & t) const -1 _7z{.
{ 9p9-tJfH.
return assignment < T > (t); R,ddH[3
} Lz;E/a}s
} ;
g<PdiVp+
Z.mnD+{
ot.R Gpg%
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: :]-? l4(%
AV?<D.<
static holder _1; ^<nN~@j
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 !d=Q@oy5
qYR+qSAJP
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); gb@ |\n
而不用手动写一个函数对象。 bHH=MLZR:
.@;,'Xw1~
s`"ALn8m
.X(ocs$}
四. 问题分析 # fl%~Y
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 pd
X"M>
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 &<%U7?{~
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 kC2_&L
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Mq$Nra
下面我们可以对这几个问题进行分析。 m7~[f7U
1w|V'e?kb
五. 问题1:一致性 &)|3OJ'o
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?| o*1t)HL <
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 &-6D'@
k0R;1lZ0n
struct holder |A@Gch fd
{ =v]eQIp
// 3a#j&]
template < typename T > 9@|X~z5E
T & operator ()( const T & r) const Y/w) VV
{ 9 ulr6
return (T & )r; fO{E65uA
} _G5MQ%z
} ; yy-\$<j
zVs|go>F
这样的话assignment也必须相应改动: =.Q|gZ
#%g~fh
template < typename Left, typename Right > U[8Cg
class assignment ()+;KF8
{ 5-pz/%,
Left l; er0ClvB
Right r; n"{oj7E0a
public : :}18G}B
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} GQ8r5V4:
template < typename T2 > `g iCytv
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 4c=oAL
} ; y3!=0uPf
DqHVc)9
同时,holder的operator=也需要改动: ^y"$k
=7`0hS<@F
template < typename T > 7a:mZ[Vh
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ;{~F7:i
{ __V6TDehJ$
return assignment < holder, T > ( * this , t); ;zO(bj>
} WwDxZ>9jw
S
Yvifgp
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。 V
F'!
OPN
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 VNbq]L(g
Lay+)S.ta[
return l(rhs) = r; Az2$\
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
<&'r_m
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: R`:NUGR
ZR'q.y[k)
template < typename Tp > U<
p kg
class constant_t {q:o}<-L+
{ HH|&$C|64
const Tp t; a".uS4x
public : Wwf#PcC]
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Mr(~
*
template < typename T > Yn}_"FO'
const Tp & operator ()( const T & r) const |8"~ou:.
{ -$4%@Z
return t; WLWE%bDP
} 3EcmNwr
} ; Cs
%-f"
G?]E6R
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 EhybaRy;C
下面就可以修改holder的operator=了 ?fEX&t,'
hqY9\,.C
template < typename T > ${ ~UA6
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const MNiu5-g5
{ p\8cl/~
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); \6Ze H
} J7.bFW'
1h+!<