一. 什么是Lambda hvZW~
=75
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Q$Vxm+
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, A+;]# 1y(D
fwXk{P/
`~pB1sS{
1*;?uC\
class filler ^N0hc!$
{ WpSdukXY{
public : ZaXK=%z
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} =2->1<!x6<
} ; >/$Q:92T
n'%*vdHKm
o(|`atvK
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 3vVhE,1N
F
N(&3Ull
,ulTZV
X o{Ce%L
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); q'q'v
S
%Ljc#AVg
CF =#?+x
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 *!lq1h
r `28fC
a]
>|2JN<&
/c__{?go
二. 战前分析 1cOp"!
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 a,lH6lDk
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 L-G186B$r
P{rJG
'
* Oyic3F
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ^_)CQ%W?
/* --------------------------------------------- */ +(UrqK4Av
vector < int *> vp( 10 ); [-vd]ob
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); <~X=6
/* --------------------------------------------- */ M8S4D&vpD4
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); fs>0{
/* --------------------------------------------- */ lKH"PH7*_w
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); cnCUvD]'
/* --------------------------------------------- */ (WN 'wp
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); [9aaHf@'
/* --------------------------------------------- */ fIWQ+E
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ?CL1^N%
UxD1+\N6?
`C_#EU-
98o;_tU'
看了之后,我们可以思考一些问题: G?>~w[#mQR
1._1, _2是什么? /i
DS#l\0
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。 O&d(FJZ
2._1 = 1是在做什么? ukq9Cjs
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。 R!}B^DVt
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。 uyjZmT/-
YJeZ{Wws
nGX~G^mZ
三. 动工 _Y\@{T;^Zb
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: vk;>#yoox
!Me%W3
vaR0`F
,ulNap"R
template < typename T > &WvJg#f
class assignment '#u2q=n4*
{ bis/Nfr]
T value; iWQBo>x
public : 3S'V>:
assignment( const T & v) : value(v) {} K< Ct
template < typename T2 > |W*f6F3
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } !!Mp;h'}-
} ; De:w(Rm
pMa 3R3a
glk
I9~
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Zb);08X
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment i&.F}bEi
4B (*{
K%Q^2"Eb0
Mt@K01MI%
class holder iVXR=A\er
{ WMh'<'wN_
public : CAcnH
template < typename T > w[4SuD
assignment < T > operator = ( const T & t) const \2eYw.I=
{ pc-'+7Dh>
return assignment < T > (t); <| Z0|sel
} ,EwJg69
} ; -cq ~\m^6
Of([z!'Gc
Ie4*#N_
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: uz'beE
FopD/D{
static holder _1; b;!ilBc
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 nwcT8b87J
8Bhot,u'T
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); :GL|:
而不用手动写一个函数对象。
36Wuc@<H
F)DL/';
z{!wQ~
j
tEP^w
四. 问题分析 Kau*e8
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。 hh: )"<[
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。 WxO*{`T!
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
]
mP-HFl
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Q&M(wnl5
下面我们可以对这几个问题进行分析。 /0SPRf}p
|U7{!yy%MF
五. 问题1:一致性 3P-#NL
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?| ' P-K}Y
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 9iS3.LCfX
pLyX9C
struct holder $8_*LR$
{ hc0VS3 k)
// mYt(`S*q
template < typename T > Txoc
T & operator ()( const T & r) const r% mN]?u
{ (W@
ypK@
return (T & )r; [ ddEt
} lD C74g
} ; w2$HP/90j
?kS5=&<
这样的话assignment也必须相应改动: hb?
|fi
_MMz x2}
template < typename Left, typename Right > YT&_{nL#\
class assignment $V5Ol6@2
{ kN>d5q9b%X
Left l; 7Jc=`Zm'
Right r; zWjGGTP~3&
public : 3_Oq4 /
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} n]8_]0{qi
template < typename T2 > +;;fw |/
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } EidIi"sr
} ; D0x+b2x^
L~ 1Lv?
同时,holder的operator=也需要改动: @uH7GW}$g
Y`(I};MO
template < typename T > }T(|\
X
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 70KXBu<6
{ {v]>sn;P1
return assignment < holder, T > ( * this , t); >O\-\L
} 9=JU&/!
\vm'D'9
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。 c#{<|
.
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 F1%'
zsv
7g&_`(
return l(rhs) = r; OQ[>s(`*{
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。 (<%i8xu2
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: SAo"+%
Y{p *$
template < typename Tp > [;I.aT}R!;
class constant_t ~r=TVHjqi
{ |:
nuT$(
const Tp t; :;??!V
public : >Zmpsa+
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} fDbs3"H Q
template < typename T > m+uh6IqN./
const Tp & operator ()( const T & r) const F ^E(AE
{ u)Y#&q