一. 什么是Lambda xOM_R2Md
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 'Q`C[*c
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, 0s!N@ ,T
ux&:Rw\
) MBS
"VQ|Ed
class filler MHNe>C-!q
{ t
2G1[j!
public : u#VweXyU
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 8GW ut=D
} ; SW=aHM
*2#FRA#q
P#F_>GB
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: q]+)c2M
i;avwP<0
<O
bH f`Q
M1gP
R
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); X{'wWWZC
&%}6q]e
X?kPi&ru
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 <THUsY`3P&
xiJz`KD&
V^ Y*xZ
Pzptr%{
二. 战前分析 ,0.|P`|w
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。 iBS0rT_
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 1>yha
j(K
j
aD!
-Y2&A$cM
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); v0u\xX[H;
/* --------------------------------------------- */ Y8t
Nwh
vector < int *> vp( 10 ); h^v9|~ZJ'7
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); hOl=W |)v
/* --------------------------------------------- */ !4L#$VG
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ?.~]mvOR
/* --------------------------------------------- */ bWUS9WT
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
sxt`0oE
/* --------------------------------------------- */ Gzj3Ka
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); &R0OeRToUb
/* --------------------------------------------- */ ;h~?ko
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); \ bC}&Iz6
Kj=;>u
8`DO[Z
T[m ~6
看了之后,我们可以思考一些问题: Q{8qm<0g
1._1, _2是什么? SUo^c1)G
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。 +=Yk-nJ
2._1 = 1是在做什么? <gR`)YF7
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。 :(+]b
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。 C*$|#.l
s7vPI
q?1yE@th
三. 动工 |o|gP8
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: yI lV[_
F1E.\l
*|@+rbjVC
2h5tBEOX.s
template < typename T > \!m!ibr
class assignment ,v|CombIc.
{ v)%[
T value; [Yn;G7cK
public : N*HH,m&
assignment( const T & v) : value(v) {} u1wg
C#
template < typename T2 > kz$(V(k<
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 8>2&h
} ; ws.?cCTpt
"h QV9 [2\
z( *]'Y
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 l#p}{
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment KQ- ,W8Q5
p|b+I"M
vT&j{2U7XW
]DGGcUk7
class holder ~@[(U!G
{ R&]c"cO L8
public : 5FZ47m ~{Z
template < typename T > ;gdi=>S_
assignment < T > operator = ( const T & t) const S!u6dz^[$X
{
dD :
return assignment < T > (t); 9/FG,9
} keq r%:E8
} ; :EYu 4Y
56"#Syj
#_on{I
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: |X,$?ZDap
zoJ_=- *s
static holder _1; Wk7L:uK
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 };i&a%I|
2%`^(\y
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); D!c1;IHZ
而不用手动写一个函数对象。 u,:CJ[3
j
l}!T[5
2O$95M
q;CayN'I
四. 问题分析 w 9/nVu
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 =U=e?AOG2
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 [0h* &
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 xi;/^)r
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 U? {'n#n 5
下面我们可以对这几个问题进行分析。 _{[k[]
MV%
:ES?
五. 问题1:一致性 M' a&
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| \8=e|a5`
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 y;zt_O/
,:Rft
struct holder }DJ|9D^yf
{ 0m]~J_
// hTlnw[I
template < typename T > %~][?Y ><
T & operator ()( const T & r) const 3Gc ,I:\
{ MFf05\aDu
return (T & )r; 3Ne9%"
} x:!C(Ep)
} ; .jvSAV5B
3'?h;`v\Lo
这样的话assignment也必须相应改动: om XBnzT
>{phyByI
template < typename Left, typename Right > 6T R8D\
class assignment 83{x"G3>
{ pe\Txg6
Left l; IyrZez
Right r; #]5&mKi
public : y%{*uH}SL
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ~AEqfIx*^&
template < typename T2 > L4\SBO
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ipx@pNW;"
} ; cmwzKu%
34X(J-1\|i
同时,holder的operator=也需要改动: 3g?MEM~
H arFo
template < typename T > 3X88x-3
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const DQ}_9?3
{ +O;OSZ
return assignment < holder, T > ( * this , t); X{0ax.
} se<i5JsSV
=fKhXd
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
Hv[d<ylO
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 7V9%)%=h|
nu\
return l(rhs) = r; wJapGc!
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 O\|C,Epm
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: XV74Fl
s[0prm5.
template < typename Tp > G ;PbTsW
class constant_t I}*]m%'-Y
{ Ma`
const Tp t; aHBByH
public : mp&Le YYn
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} K$Mx}m7l
template < typename T > 3EbnZb
const Tp & operator ()( const T & r) const [(D}%+2
{ %f_)<NP9=
return t; !~Hafn-1
} (hhdbf
} ; 5@w'_#!)
BxSk%$J
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 xm<5S;E5U4
下面就可以修改holder的operator=了 "-0pz\a
jw`&Np2Q
template < typename T > pl
jV|.?
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ]ro1{wm!WU
{ *eJhd w*
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); afxj[;p!
} zxk??0]/
j6&zRFX
同时也要修改assignment的operator() G/LXUhuif
hO+O0=$}wN
template < typename T2 > Q9Y9{T
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } MFc=B`/X
现在代码看起来就很一致了。 !7O=<