一. 什么是Lambda EuhF$L1
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 37GHt9l
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, Yqq$kln
zW|$x<M^
LA( f]Xmc
XyN`BDFi
class filler yTMGISX5
{ ?)i6:76(
public : gME:\ud$
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} s2,`eV
} ; Py( w T%w
sIP6GWK$
b@UF
PE5jy
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: Iwd"f
x`&P}4v0
hfVzzVX:
bYRQI=gW':
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); FuRn%)DA5
>rQ)|W=i
[C*Xk{e
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 G>?x-!9qcH
F<XD^sO
0hEF$d6U
-M(58/y
二. 战前分析 y"{UNM|R
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ~XN]?5GQf
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 GcU(:V2o
zXA= se0U
[bQ8A(u
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ^+YGSg7
/* --------------------------------------------- */ ^+.e5roBKj
vector < int *> vp( 10 ); yDl5t-0`
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 4.$hHFqS^5
/* --------------------------------------------- */ |G5=>W
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); iyHp$~,q?t
/* --------------------------------------------- */ Av\0GqF
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); HvL9;^!
/* --------------------------------------------- */ *>R/(Q
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); eFeCS{LV+
/* --------------------------------------------- */ 'JXN*YO
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ?j
; ,q
OmQuAG
^\x
oD|+X/FK
cc#_acR
看了之后,我们可以思考一些问题: `jl. f
1._1, _2是什么? y[Fw>g1`q
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。 $ET/0v"V
2._1 = 1是在做什么? <{P^W;N7
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 Wl^/=I4p#
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 n,R[O_9u[
l"V8n BR`
&vGEz*F
三. 动工 o7Z#,>`2
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: x<j($iv
5 }(YMsUb
9fk\Ay1P
knj,[7uh
template < typename T > a|^-z|.
class assignment 5#A1u
Nb
{ 3]5&&=#
T value; (*@~HF,t=
public : HEW9YC"
assignment( const T & v) : value(v) {} VA*79I#_q
template < typename T2 > 7~k~S>sO
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ocuNrkZ
} ; -t706(#k
)r-|T&Sn
~`Gcq"7,!
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 pR^Y|NG!
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Xj&~N;Ysb
;#Bh_f
=FC;d[U
DdA}A>47
class holder _s#/f5<:B
{ vo^9qSX
f
public : NU6Kh7
template < typename T > 3C5D~9v
assignment < T > operator = ( const T & t) const EIl$"^-
{ >@92K]J
return assignment < T > (t); w1/T>o
} MsVI <+JZ
} ; ?5+KHG*)
GF,|;)ly
z jNjmC!W
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: F<'l'AsC-
c$UpR"+
static holder _1; ]9l%
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 `0i}}Zo
oew]ijnB
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); "vHAp55B{
而不用手动写一个函数对象。 M%dl?9pbq
3[g++B."pC
3Tte8]0
#p:jKAc3
四. 问题分析 1Z{p[\k
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。 %emPSBf@
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。 4m~stDlN
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 bT6)(lm
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 )*AA9
下面我们可以对这几个问题进行分析。 x;b+gIz*
f4 ;8?
五. 问题1:一致性 7)5$1
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| }R] }@i~i
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 JV*,!5
lDM~Z3(/b
struct holder "a_D]D(d5
{ g 5YsVp
// .j$bCKXGx
template < typename T > XIW:Nk!S
T & operator ()( const T & r) const @ %B!$\]
{ R~?; KJ
return (T & )r; ^Ypx|-Vu!
} 7)8}8tY^{
} ; k=/|?%
B0SmE_u_N
这样的话assignment也必须相应改动: Ej3hdi)
8t
35j
template < typename Left, typename Right > GP
kCgb(
class assignment h[)aRo
{ 4 ~|TKd{
Left l; .6A:t?.
Right r; Pj5#G0i%
public : a/`Yh>ou
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} |ssIUJ
template < typename T2 > 1&L){ hg
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } \36;csu
} ; =id $
3B|-xq;]I
同时,holder的operator=也需要改动: cNB$g )`
$Lbe5d?\
template < typename T > 8qLgB
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const _+Kt=;Y8
{ 2 g8P$+;
return assignment < holder, T > ( * this , t); `G5wiyH})
} ;Z~.54Pf{d
6&Ir0K/
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。 Q]'!FmXf
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 3tcsj0Rb
;GEu.PdxB
return l(rhs) = r; h*LL(ow5
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。 N~KRwsDH
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: t'/;Z:
_o"3gfH&sJ
template < typename Tp > (dt_ D
class constant_t >43yty\
{ ZvKMRW
const Tp t; /'_ RI
public : /6*.%M>r
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} #\["y%;W
template < typename T > UN 4)>\Y
const Tp & operator ()( const T & r) const y$No o)Z
{ %4KJ&R
(>[
return t; *w,gi.Y3
} ,DOmh<b
} ; |6Z MxY
? UDvFQ&
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 >RnMzH/9
下面就可以修改holder的operator=了 <vuX "
8
25[/'7_"
template < typename T > w[G_ w:$a
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const vaZZzv{H
{ `v{X@ x
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); i*/U.'#
} E,:pIw
9o'6es..@Z
同时也要修改assignment的operator() F7l:*r,O
.*7UT~o=CS
template < typename T2 > xAE@cwg
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } wdV?&W+
现在代码看起来就很一致了。 B\&