一. 什么是Lambda ]r++YIg!j
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 m]LR4V6k|
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, wV\;,(<x=%
a|aRUxa0"
H{}0-0o
f`Km ctI
class filler lFvRXV^+f
{ :6R0=oz
public : hF`e>?bN
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} g+shz{3zvz
} ; pe(31%(h
%g1{nGah
m=;0NLs4
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: Mle@.IIT
oJ|8~:)
FnkB
z5D
2(SK}<X
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); MR8\'0]
9v[cy` \
cTpmklq
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 t\YN\`XD
d:KUJ
Y.
.1F(-mLd
Tc{r;:'G<
二. 战前分析 UG)J4ZX
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。 nT
UKA
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 )nJo\HFXv
% H"A%
1O" Mo
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); <?|v-(E
/* --------------------------------------------- */ -"*UICd
vector < int *> vp( 10 ); YbS$D
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); r0
%WGMk2
/* --------------------------------------------- */ \;w$"@9
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ^H]q[XFR
/* --------------------------------------------- */ )C>4?)
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); d)V"tSC,
/* --------------------------------------------- */ NyHHK8>
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Z:F5cXt<
/* --------------------------------------------- */ l+# l\q%l
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); `LD#fg*
];@"-H
|a!AgvNF
~`J/618
看了之后,我们可以思考一些问题: dOm`p W ^
1._1, _2是什么? o80?B~o
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。 +RIG8w]
2._1 = 1是在做什么? ziFg+i%s
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。 B^4D`0G[4
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。 j9)WInYc:
3@u<Sa
GE+%V7
三. 动工 $@
/K/"
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: <PBrW#:'
"zU}]|R
1<Vc[p&
?_S f
template < typename T > _Ju@<V$
class assignment z'cK,psq(
{ }jj@A !N
T value; S@Rw+#QE
public : j@OGl&'^-
assignment( const T & v) : value(v) {} \5g7_3,3W
template < typename T2 > fBgW0o.Bu
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ^T}6oUd
} ; &zVF!xNy&
*.g0;\HF
B o@B9/ABv
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 }1EfyR
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment UzLe#3MU
JzhbuWwF-
:Ja]Vt
dV{N,;z
class holder M>Yge~3
{ 1$cX`D`
public : D9OI",h
template < typename T > "wk~[>
assignment < T > operator = ( const T & t) const u_0&`zq
{ &[]0yNG
return assignment < T > (t); Fi8'3/q-^
} `Qzga}`"]
} ; Vq7L:,N9
9C-!I,
-8-BVU
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: L%D:gy9o
RS`]>K3t
static holder _1; '%!'1si
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 L2v
j)(
d,"?tip/SX
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); eK
}AVz}k
而不用手动写一个函数对象。 & <{=
YuO-a$BP
JXR_klx
SG6@Rn*^
四. 问题分析 H^Th]-Zl
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。 KH4
5A'o
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。 ym,UJs&
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 }Qjp,(ye
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 fV[(s7vW
下面我们可以对这几个问题进行分析。 !P*1^8b`f
5<-_"/_
五. 问题1:一致性 EYc, "'
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?| Y..
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ,X Zo0!
,Lt+*!;m
struct holder -i``yf?P
{ oObm5e*Z
// x,W)qv
template < typename T > uus}NZ:*l
T & operator ()( const T & r) const E}U[VtaC
{ /I2RU2|B
return (T & )r; ~.4-\M6[
} esCm`?qCP
} ; (<?6X9F:N
V=";vRS8
这样的话assignment也必须相应改动: ?2ZggV
b-}nv`9C
template < typename Left, typename Right > ^WDAW#f*<
class assignment )+]8T6~
N
{ q$vATT
Left l; cP[3p:
Right r; *2O4 *Q1
public : F.P4c:GD
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} !;'.mMO&%
template < typename T2 > -!E ))|A
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } iV X 12
} ; K-Bf=7F,
J(*QtF
同时,holder的operator=也需要改动: +QcgLq
w,L P M+
template < typename T > %mR roR6
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const y74Ph:^k
{ b>|3?G
return assignment < holder, T > ( * this , t); b&.j>=
} oY@4G)5
9z9z:PU
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 H\ A!oB,sw
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 &IGTCTBP
DXPiC[g]
return l(rhs) = r; 7Mxw0J
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 _RG!lmJV
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: eto3dJ!R
~YO-GX(
template < typename Tp > /60`"xH
class constant_t g+8j$w}
{ HA%%WSuf
const Tp t; 6
W/S?F~{
public : @-dM'R6C
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} FoM4QO
template < typename T > \tFg10
const Tp & operator ()( const T & r) const xao'L
{ %1ofu,%
return t; h4CDZ
} r(` ;CY]@
} ; wD>tR
SW
SX)giQLU
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 c)8V^7=Q
下面就可以修改holder的operator=了 &0*l=!:G^
3ThCY`
template < typename T > 7
}`c:u~j
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const loVUB'OSv
{ [Af&K22M(X
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); &wR