一. 什么是Lambda <x^Ab#K"
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 { !;I4W%!
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, bIR&e E
04u^Q
Yr\pgK,
:7&-<ae2
class filler ^Qx
qv
{ ."u-5r<O
public : {4%B^+}T
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} VXM5
B
} ; Uh9p,AV
bu
j}pEI
9MI~yIt`L
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: 4=T.rVS[
^>3q@,C]c
sFvu@Wm'7W
I&jiH)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); q3CcXYY
ecZT|X4u
HoTg7/iK
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ?
_>L<Y
YoT<]'
d[p-zn.
rKtr&w7X
二. 战前分析 D; @nrj`.
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。 ^E)*i#."4
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 %+=y!
D>Ub)i
$P{|^ou3a#
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); =.sg$VX
/* --------------------------------------------- */ 2%|0c\y|z=
vector < int *> vp( 10 ); mHiV};$
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 6G^x%s
/* --------------------------------------------- */ !P_8D*^9
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); _yu d
/* --------------------------------------------- */ =tS1|_
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 0pC}+
+
/* --------------------------------------------- */ 9}=]oX!+V
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ;F/yS2p
/* --------------------------------------------- */ 5 }pn5iI
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ]I+"";oQGB
}u>F}mUa
lVw77bZ
n B5 :X
看了之后,我们可以思考一些问题: b%TS37`^[
1._1, _2是什么? YM:;mX5B
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。 MHm=X8eg
2._1 = 1是在做什么? x$6`k
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ~$bkWb*RJ
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。 ?3#W7sF
kzK4i!}
&$,%6X"
三. 动工 74h[YyVi
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: P_ [A
4dB6cg
"X.JD
iK(G t6w
template < typename T > na5:)j4<
class assignment >\/H2j
{ h0=Q .Yz6
T value; "RkbT O
public : HkP')= sa
assignment( const T & v) : value(v) {} ib3u:
template < typename T2 > CSA.6uIT
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } :nt 7jm,
} ; |UGmIm%
:cvZk|b%
w6-A-M6hD
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 z)Yk&;XC
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment qG=>eRR
9L"Z
~CUL
wa#$9p~Q
fpDx)lQ
class holder #]~l]Eq
{ &8##)tS(y
public : Y/3CB
template < typename T > 5Oa`1?C1
assignment < T > operator = ( const T & t) const NB["U"1[^E
{ RW?F{Jy{
return assignment < T > (t); tU5Z?QS
} pq3W.7z;b
} ; THQd`Lj
({R-JkW:;
]d}h`!:
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: $s*nh>@7
$,/;QP}
static holder _1; QM"\;l??
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 /uh?F
D.Q9fa&P
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); !vaS fL*]
而不用手动写一个函数对象。 p}b:(QN~m
c Nhy.Z~D
P
,%IZ.
\o&\r)FX
四. 问题分析 c7E|GZ2Hc
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 Eeumi#$Z
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。 2/T4.[`t
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 k^JV37;bl
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 c]eDTbXd
下面我们可以对这几个问题进行分析。 !4"!PrZDB
S\,~6]^T
五. 问题1:一致性 %gd{u\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?| jGeil
qPC
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 z]^u@]@NC
B8f BX!u/
struct holder 5$<\
{ sDylSYq
// j,]KidDWm
template < typename T > 1\[En/6
T & operator ()( const T & r) const S
.KZ)
{ B7*^rbI:X
return (T & )r; h()Ok9]
} oPqWL9]
} ; )\k({S
;fdROI
这样的话assignment也必须相应改动: !LG 5q/}&
l/wdu(
template < typename Left, typename Right > &n}eF-
class assignment cl`!A2F1G#
{ w_>SxSS7
Left l; }o'WR'LX
Right r; ]12ypcf
public : DE $HF*WY
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} _#jR6g TY
template < typename T2 > Dc2U+U(J
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } _$Wj1h
} ; (i 3=XfZ!C
fcim4dfP
同时,holder的operator=也需要改动: >dr34=(
-$x5[6bN
template < typename T > ;Nd,K
C0k
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const r?:zKj8/u
{ nn1T5;
return assignment < holder, T > ( * this , t); bm</qF'T6
} VV$$t;R/
nx2iEXsa
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。 B@8M2Pl
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 $4*wK@xu
^#V7\;v$G
return l(rhs) = r; Fm| h3.`V
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。 [myIcLp^aP
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: %6%QE'D
M9t`w-@_w
template < typename Tp > 0m,3''Q5lO
class constant_t RRasX;zK
{ mPmg6Qj(W
const Tp t; $GMva}@G`
public : (59u<F
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} BDO]-y
template < typename T > \qo}}I>e
const Tp & operator ()( const T & r) const 0+iaO"%
{ ?k}"g$JFn
return t; 8Hf:yG,
} Uyuvmt>
} ; (oUh:w.]Gw
|([|F|"
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 B5pWSS
下面就可以修改holder的operator=了 8+?|4'\`
{SQ#n@Q&$
template < typename T > d:_3V rRZ
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
)~Pj3
{ ]y**ZFA
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); BJL*Dihm[
} 2qN|<S&
(L2:|1P)
同时也要修改assignment的operator() 4e0/Q!o,
IHrG!owf
template < typename T2 > i'\7P-a
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } ]bui"-tlK
现在代码看起来就很一致了。 ;ATn&
Q!T+Jc9N
六. 问题2:链式操作 G<MX94?
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Mq#sSBE<K
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 z0v|%&IK