一. 什么是Lambda yKR0]6ahA
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 !oXA^7Th6]
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, *|c*/7]<
mPR(4Ol.
t
>89(
k
^/+0L[R
class filler 7h?yAgDv~
{ r.e,!B s
public : U].u) g$
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} j[/'`1tOe
} ; m.~&n!1W*`
$mA+4ISK
B7Um G)C
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: h-VpX6
z~d\d!u1
)r
O`K
MxiU-
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); amI$0
],r?]>
f[)_=T+
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 }vOUf#^k
_q([k_4h
cK.T=7T
md[FtcY\
二. 战前分析 W-Cf#o
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 EXz5Rue
LV
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 I>b-w;cC
qL^}t_>
v | /IN
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 0D1yG(ck
/* --------------------------------------------- */ U4#[>*
vector < int *> vp( 10 ); mY9u/;dK
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); {aq\sf;i{
/* --------------------------------------------- */ NEQcEUd?
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); G+=6]0HT
/* --------------------------------------------- */ ]rM{\En
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); nLq7J:
/* --------------------------------------------- */ .rj FhSr$
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); :)nn/[>fC
/* --------------------------------------------- */ ?MhRdY
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
uh`@ qmu)
;_0)f
d#T8|#O"
n<:/ X tE
看了之后,我们可以思考一些问题: #)%N+Odnr
1._1, _2是什么? zOq~?>Ms6
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。 )>,b>7
2._1 = 1是在做什么? 4ei
.-
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。 F2yM2Ldx
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。 >Uvtsj#
x_Ki5~w5
:=04_5 z
三. 动工 8eP2B281
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: "fLGXbNQ
[d!C6FT
/qF7^9LtaY
O?@1</r^
template < typename T > =y7]9SOq
class assignment 3Z'{#<1>^;
{ fmie,[
T value; jG{}b6
public : %5RYa<oP
assignment( const T & v) : value(v) {} @M4~,O6-
template < typename T2 > ^ j@Q2>&?
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } Kq`Luf
} ; |bDN~c:/
~%^af"_
*Rshzv[
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 *MkhRLw\,
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment w;Qo9=-
qce#
vnz.81OR
G;Y,C<)0k
class holder c%)uG _
{ '2]u{rr~+
public : 4:cbasy
template < typename T > "}K/ b
assignment < T > operator = ( const T & t) const k`js~/Xv
{ +nd'Uf
return assignment < T > (t); lf|e8kU\f
} oO @6c %
} ; 'KQ]7
MvY0?!v
U=XaI%ZM)
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: X5wS6v)#(
?9vBn
static holder _1; /+RNPQO O
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 u7j-uVG
z/fRd6|[
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); @.*[CC;&
而不用手动写一个函数对象。 N l_!%k:
( uOW5,e7
O)Nt"k7
b
fokT)nf~^8
四. 问题分析 8)rv.'A((E
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。 (Wq9YDD@
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。 |[K7oa~#
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 K@n.$g
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 D0i84I`Z%
下面我们可以对这几个问题进行分析。 q22cp&gmX
kRiWNEw
五. 问题1:一致性 }(E6:h;}~
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?| 6WfyP@f
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 dGIu0\J\$
zwU8i VDe
struct holder |@nvg>mu
{ RW(AjDM
// RU"w|Qu>pM
template < typename T > d@At-Z~M
T & operator ()( const T & r) const ![Ip)X
OG
{ +7 F7Kh
return (T & )r; H.idL6*G
} P+}qaup
} ; q'(WIv@
(dMFYL>YP
这样的话assignment也必须相应改动: -(cm
#]lUJ
&M}e
template < typename Left, typename Right > &K>]!yn
class assignment Wlg(z%
{ 1A E/ILGo
Left l; pDkT_6Q
Right r; %\~;I73
public : X8Sk
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} MruWt*
template < typename T2 > mApn(&
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } x(]s#D!)
} ; ~;eWQwD
1r~lh#_8
同时,holder的operator=也需要改动: l7s=b4}c
k 5 "3*
template < typename T > ]3={o3[:
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const i"rMP#7
{ R1Pnj
return assignment < holder, T > ( * this , t); S_bay8L1
} @0
-B&w
j%p~.kW5
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。 ]`.
d%Vx
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ~|uCZ.;o
cJA:vHyw
return l(rhs) = r; !'{j"tv
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。 5?O/Aub
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: i[\[xfk
Z$ftG7;P0
template < typename Tp > M%B[>pONb7
class constant_t $--PA$H27
{ ]#BXaBVMY
const Tp t; B4|`Z'U#;
public : DGd&x^C
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} (Wx)YI
template < typename T > mlVv3mVyR<
const Tp & operator ()( const T & r) const ]UgAz
{ nZ bg
return t; BPG)m,/b
} 3Aj_,&X.@(
} ; c%Gz{':+
eGTK^p
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 8PEOi
下面就可以修改holder的operator=了 gr fF\_[:
.R
gfP'M
template < typename T > gZ+I(o{
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const mefmoZ
{ i;xg[e8.
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); Nl_;l
} ,B#Y9[R
^m+W
同时也要修改assignment的operator() ,gOQIS56
;etQ
template < typename T2 > &