一. 什么是Lambda @+~>utr
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 |Vlx:
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, v:Gy>&
/kw;q{>?o
CAx
eJ`Q
r9!s@n
class filler 9Nna-}e?W
{ k{S8q?Gc
public : C[jX;//Jiu
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ,B_tAg4~
} ; o~CEja&(
T.')XKP)1N
\b6{u6?+
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: ~z]VDEJ{q
D
vU1+y
_<F;&(o
!;vv-v,LQ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 3 G<4rH]
@PLJ)RL
H2Z
e\c
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 GL-b})yy
,uNJz -B8
dIh+h|:
g]N'6La
二. 战前分析 tcRJ1:d
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。 a9 q:e
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 oclU)f.,
9c*B%A8J
")txFe
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 9LBZMQ
/* --------------------------------------------- */ Dm}M8`|X
vector < int *> vp( 10 ); zkqn>
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 4W49*Je
/* --------------------------------------------- */ z%T|L[(6
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); fI<d&5&g
/* --------------------------------------------- */ ]91QZ~4a
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); UU[z\^w| E
/* --------------------------------------------- */ zG/? wP"
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); k?L2LIB<
/* --------------------------------------------- */ Ndb7>"W
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); qP&:9eL
'3sySsD&O
$%'3w~h`
vGPsjxk&
看了之后,我们可以思考一些问题: S-3hLw&?
1._1, _2是什么? kw#-\RR_c
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。 %QGw`E
2._1 = 1是在做什么? Fsx<Sa
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。 Z^'\()3t
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。 F&7|`o3
P,3w
b
b5
NlL`g
三. 动工 HOCj* O4
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: L@zhbWY
/K1cP>oE
h7T),UL
`F&~SU,
template < typename T > u,d5/`E
class assignment )u=W?5%=}
{ y5O &9Ckw
T value; FINHO058^Y
public : PXJ7Ek*/
assignment( const T & v) : value(v) {} 0WSZhzNyY
template < typename T2 > E'Ux2sh
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } g3{UP]Z71
} ; 5U+4vV/*
O1t$]k:
+w?R4Sxjn
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 IPYwUix
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment [2Nux0g
wD{c$TJ?{F
pz)>y&_o
_'L16@q
class holder 0%}*Zo(e+
{ idX''%"
public : GPL%8 YY
template < typename T > RB% y($
assignment < T > operator = ( const T & t) const f^u-Myk
{ $7g+/3Fu^
return assignment < T > (t); f38e(Q];m
} ysp`(n=
} ; ey4.Hj#T
[>\|QS|
]PoWL;E'
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: B{:a,V7
>{:hadUH
static holder _1; dY~z6bT
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 6j6;lNUc
fxr#T'i
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); {N/%%O.b
而不用手动写一个函数对象。 \#B<'J9.`
xz5A[)N
zUv#%Q8vw
Yb/*2iWX
四. 问题分析 9`Fw}yAt
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 &TA{US3~
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ]Zc|<f;
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 -rm[.
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 bGgpPV
下面我们可以对这几个问题进行分析。
HDZl;=
Iapz,nuE
五. 问题1:一致性 ~eoM
2XlW
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
<9yh:1"X
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 dpNERc5
m}=E$zPbO
struct holder |C<#M<
{ 25{_x3t^
// 2@GizT*mA
template < typename T > ^rP]B-)
T & operator ()( const T & r) const +s"6[\H1d
{ S**eI<QFSk
return (T & )r; @v#P u_
} \i%mokfbc
} ; (4A'$O2
$#u'XyA
这样的话assignment也必须相应改动: qa
)BbK^i
9_O4yTL
template < typename Left, typename Right > 23>[-XZb[O
class assignment lNa+NtQu
{ 1nskf*Z
Left l; Ihf :k_;
Right r; y*vSt^
public : PMB4]p%o
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ow3.jHsLA
template < typename T2 > }shxEsq
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } /kkUEo+
} ; [{BY$"b#:
e}d(.H%l0
同时,holder的operator=也需要改动: L1/`/
Cg]),S
template < typename T > Im/tU6ybV
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const %60 OS3
{ ^sLx3a
return assignment < holder, T > ( * this , t); p T 8?z
} x}?<9(nE c
Wx{E\ l
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。 y3s+.5;
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 RE%f'y
KBN% TqH|
return l(rhs) = r; {.{Wl,|7
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。 |9c~kTjK
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: #H>{>0q
bP9ly9FH
template < typename Tp > @3O)#r}\
class constant_t c!4F0(n4
{ *<