一. 什么是Lambda ?!` /m|"
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ]?!mS[X
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, K1M%!JKh)x
TA4!$7b$
E>D_V@,/
uC(V
class filler %-1O.Q|f
{ Y2~nBb
public : .oeX"6K
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} oU.R2\Q
} ; zd >t-?g
l4uMG]m
(2$p{Uf
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: HK2[]G
?gt l )q
M 0U0;QJ
ZzJ?L4J5v
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); +l<5#pazx
V<T9&8l+:
<h:x=
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 P&*2pX:
@emK1iwm
RwpdRBb
D$I5z.a
二. 战前分析 b?tB(if!I
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。 j}.\]$J
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
CDK5
>JFO@O5
#."-#"0
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); CTq&-l:f
/* --------------------------------------------- */ :&V h?
vector < int *> vp( 10 ); ?kbiMs1;u
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); c7x~{V8
/* --------------------------------------------- */ e#$]Y?,
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); l3ko?k
/* --------------------------------------------- */ @1o/0y"
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); _x(o*v[Pt
/* --------------------------------------------- */ Ch<[l8;K
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); "&G/T ?4
/* --------------------------------------------- */ pZqq]mHK
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
KY$)#i
#P0&ewy
r\'A
i6
o$jLzE"
看了之后,我们可以思考一些问题: uKUiV%p!
1._1, _2是什么? Y5- F@(
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。 $5aV:Z3P
2._1 = 1是在做什么? z[L8$7L
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 N"Zt47(
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 0"
Nfrw0b
1WxK#c-)
三. 动工 3Q.#c,`jV
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: PNgY>=Y
lrlgz[
Czs8!S
1\
o59Y
template < typename T > DgId_\Ze
class assignment sBvzAVBL
{ ;-~B)M_S`
T value; qr"3y
public : x[~b2o
assignment( const T & v) : value(v) {} PUp6Q;AdQ
template < typename T2 > EE&K0<?T|:
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ,8U&?8l
} ; @\0ez<.p}
H1|?t+oP
`VA"vwz
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 _n0CfH.v
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment xHvZV<#
_S<3\%(0
*+Ek0M
9-&Ttbb4)0
class holder LG{,c.Qj*
{ k]F[>26k
public : q9KHmhUD
template < typename T > N)uSG&S:
assignment < T > operator = ( const T & t) const n{n52][J]
{ 4Tb
#fH%
return assignment < T > (t); lA|
5E?
} JU1~e@/'%
} ; #xsE3Wj-X
eVjBGJ=2e
3oF45`3FV
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: gX@HO|.t
w1EXh
static holder _1; !"?#6-,Xn
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 #^u$
@Q)OGjaq
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); `06;
而不用手动写一个函数对象。 B3pCy~*5
~ (|5/
p7t
(5$!MUS~9
%".HaI]
四. 问题分析 %<\vGqsM
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 x[FJgI'r
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 nsu@h
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 dP9qSwTa
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ?ZV/U!y
下面我们可以对这几个问题进行分析。 gh/EU/~d
hQ,ch[j'
五. 问题1:一致性 pNG:0
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 'F+C4QAq
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 NW~N}5T
)Kc<j!8-[
struct holder j$M h+5
{ Z^bQ^zk-
// ,;EIh}
template < typename T >
: |>h7v
T & operator ()( const T & r) const G)EU_UE9
{ 8zZvht*
return (T & )r; 3@etRd;]Kr
} \\iQEy<i
} ; &PR5q7
rN<0
R`4sE
这样的话assignment也必须相应改动: R3
-n>V5o
lUOF4U&r
template < typename Left, typename Right > [T8WThs
class assignment E-T)*`e
{ 1T"`vtR
Left l; `!obGMTQ<
Right r; Yz<3JRw
public : u0JB\)(-/h
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} UFXaEl}R
template < typename T2 > v"y-0$M
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 0z`a1 %U
} ; \ ZgE
/Wi[OT14
同时,holder的operator=也需要改动: E(*0jAvO[z
vNyf64)
template < typename T > m]'#t)B_m
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 7BE>RE=)
{ ux=w!y;}
return assignment < holder, T > ( * this , t); 'j`=if
} !O\82d1P
vDp8__^
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 G"r1+#
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 _~'=C#XI)
hCi 60%g/n
return l(rhs) = r; 1$xNUsD2
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。 h1j!IG
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ty8q11[8
"Bh}}!13
template < typename Tp > T-'OwCB1q
class constant_t )MtF23k)g
{ w^\52
const Tp t; T`9lV2x*P
public : .iYJr;9`d
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} @KXV%a'
template < typename T > {0L1X6eg
const Tp & operator ()( const T & r) const .eS<Dbku<
{ YX!{P=Ua
return t; NpE*fR')
} IB(6+n,6s
} ; d?y4GkK
3(="YbZ
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 qz"}g/;?
下面就可以修改holder的operator=了 xipU8'ac/
Jz\%%C
template < typename T > '*Z1tDFS
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const `XJG(Oas\
{ R
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); MR;1
2*p
} 6]&OrS[
.6ylZ
同时也要修改assignment的operator() evya7^,F
3$jT*OyG#
template < typename T2 > nXaC3W:"
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } +vw\y
现在代码看起来就很一致了。 \S"is z
.r|tSfm6
六. 问题2:链式操作 &p