一. 什么是Lambda h&+dIk\[3
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 M1^?_;B
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, bu[v[U4
kzG mDi
+ RX{
TKpka]nJ
class filler njveZav
{ F$UvYy4O d
public : ,YYyFMC7S
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} #Mt'y8|}$
} ; ugEh}3
bwG2=
^[noGjy
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: 1D03Nbh|5
\`\& G-\
+_tK \MN
.eAN`-t;
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); QAigbSn]
G[1:<Vg8
sr+*
q6W
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Z~o6%_xe
\WG6\Zg0A
|*5K fxq
C9[Jr)QX
二. 战前分析 hPa:>e
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。 ^uIP
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 &13qlc6
k{<]J5{7
'c3P3`o,;
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); UI}v{05]
/* --------------------------------------------- */ \kU0D
vector < int *> vp( 10 ); aA?Uf~ "t
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); &FF%VUfQJ
/* --------------------------------------------- */ 96UL](l(`
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); HV-c
DL
/* --------------------------------------------- */ ;0ap#6 T
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); )mw#MTv<[
/* --------------------------------------------- */ +:3K?G-
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ct+ ;W
/* --------------------------------------------- */ t{#Btd
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); FS7 _ldD
>J+'hm@
cRPW
;/w-7O:
看了之后,我们可以思考一些问题: QH:k5V~
1._1, _2是什么? _ KBN
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。 j^#4!Ue
2._1 = 1是在做什么? @: u>
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。 YvD+Lk' hm
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。 P,-f]k[_
@sUYjB
hh/C{ l
三. 动工 ;i*<HNQ
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: `)Z"||8K
EkotVzR5
!sWKi)1
`yYo Vu*
template < typename T > U.]5UP:a
class assignment -`nQa$N-
{ xE.K
T value; NUBf>~_}
public : 0$)uOUVJ
assignment( const T & v) : value(v) {} HBHDu;u
template < typename T2 > \c1u$'| v
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 5VD(fW[OW]
} ; cPD&xVwq>
IE7%u92
b&[bfM<
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 dU`kJ,=Z
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Bx9R!u5D
Ws%@SK
:.8@ xVH
GCaiogiBg
class holder }+/j /es{]
{ B:Y"X:Y
public : iNj*Gj
template < typename T > oasp/Y.p
assignment < T > operator = ( const T & t) const |>_e&}Y%L
{ \*x'7c/qg
return assignment < T > (t); rCt8Q&mzf
} i\~@2
} ; 3@#WY vD
Er /:iO)_
/-%0y2"7
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: g{|F<2rd[m
\4$V;C/n,
static holder _1; \ZN> 7?Vs
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ncw)VH;_-
SI_u0j4%*
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); }7?n\I+n"
而不用手动写一个函数对象。 sz;B-1^6
P1cI]rriW
in}d(%3h
z~8`xn,
四. 问题分析 %gBulvg
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。 w[ )97d
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。 ,#n$YT7
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 N@}5Fnk-
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 EWz,K]_'
下面我们可以对这几个问题进行分析。 1eod;^AP9
1ym^G0"s
五. 问题1:一致性 &+0WZ#VI
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| {`RCh]W
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 py\KY R
) W,tL*9[
struct holder m9~cQ!m
{ 0iS"V^aH
// vs=8x\W
template < typename T > }EJAC*W,
T & operator ()( const T & r) const s=KK)6T
{ M3m)ui z
return (T & )r; b}&2j3-n,
} 8d|/^U.w~V
} ; DIAHIV<
Dk^,iY(u
这样的话assignment也必须相应改动: su2|x
{&u`d.Lk2p
template < typename Left, typename Right > 2!@ER i
class assignment hYvWD.c}
{ ZMp5d4y5
Left l; g>gVO@"b2
Right r; +K2p2Dw(k
public : d2\#Zlu<
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} oGIh:n7 q+
template < typename T2 > Nqy)jfyex
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } _;zIH5 H
} ; Z [[AmxE'l
mFk6a{+YX
同时,holder的operator=也需要改动: "UM*(&
Z'Uc}M'U
template < typename T > %"yy8~|
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const :t)<$dtf[
{ VbU*&{j
return assignment < holder, T > ( * this , t); Nbyc,a[o
} :`Sd5b>
+HAd=DU
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。 []L
yu
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 QmiS/`AAv
1uwzo9Yg
return l(rhs) = r; !3*:6
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。 }c]u'a!4
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: [D$%LR X
Uo]x6j<
template < typename Tp > "|,;~k1
class constant_t T[(4z@d`5
{ ]ykMh
const Tp t; f.e4 C,
public : }LA7ku
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} +$CO
template < typename T > #Y_v0.N
const Tp & operator ()( const T & r) const E9N.b.Q)
{ *B*dWMh
return t; -|cB7P
} !'5t(Zw5
} ; ^`*p;&(K\^
'Dx_n7&=
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 hLo'q^mGr
下面就可以修改holder的operator=了 B[IqLD'6
Z*Lv!6WS
template < typename T > o0&pSCK
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const .E/NlGm[
{ mo*ClU7
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); +)<H,?/
} 7dh--.i
hsJS(qEh.'
同时也要修改assignment的operator() <#ZDA/G(
A5q%ytI
template < typename T2 > \L5h&