一. 什么是Lambda |s/Kb]t
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 U0-RG
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, *P\lzM
Zq33R`
,1 H|{ <
1ik.|T<f0
class filler &I
~'2mpk
{ {=?[:5
public : 3 8&K"
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} XS2/U<sd
} ; x$jLB&+ICz
pWE(?d_M{G
rCqwJoC`v
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: a\m=E#G
z4D)Xy"/
'J*'{
+(x(Ybl#
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); U^[AW$WzU
i;~.kgtq4
sQ\HIU%]
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 7p'pz8n`X
&jEw(P&_
/NB|N*}O)
M3UC9t9]
二. 战前分析 sE]z.Po=
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。 yT<"?S>D
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 ,^
,R .T
j@nK6`d+1
SD~4CtlfI
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); &to~#.qc
/* --------------------------------------------- */ aW_Y
vector < int *> vp( 10 ); XjzGtZ#6
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); IX
6 jb"
/* --------------------------------------------- */ hyPS 6Y'1
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); eCJtNPd
/* --------------------------------------------- */ KRm)|bgE
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 9qi|)!!L
/* --------------------------------------------- */ 0 7qjWo/t
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); |Z>}#R!,P
/* --------------------------------------------- */ ShtV2}s|
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); Ot=nKdP}D
1M)88&
)X *_oH=
f[NxqNn
看了之后,我们可以思考一些问题: G?~Yw'R^8
1._1, _2是什么? #Q_Scxf
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。 rUV'DC?eE
2._1 = 1是在做什么? Qg1kF^=
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。 Iw] ylp
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。 =saRh)EM
fZap\
=j w?*
三. 动工 d+h~4'ebv
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: +`S_Gy
GRj [2I7:
]n1#8T&<*z
8:I-?z;S
template < typename T > _W Hi<,-
class assignment +Y+fM
{ 0%rE*h9+
T value; 9.
FXbNYg
public : (O:&RAkk7
assignment( const T & v) : value(v) {} :`BG/
template < typename T2 > 7/]Ra
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } j/wQ2"@a
} ; k;Qm%B
2GigeN|1N
:Eg4^,QX
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 [70 _uq
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Tsu\4
cL]
p+nB@fN/
ae0Mf0<#)
P"Q6 wdm
class holder dZkKAK:v
{ +sZY0(|K8
public : UY *Z`$
template < typename T > ze8 MFz'm
assignment < T > operator = ( const T & t) const BUL<FTg
{ @Z""|H"0
return assignment < T > (t); F`gK6;zp
} ER!s
} ; .db:mSrL
2S@Cj{R(
^8ilUu
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: E_D@7a
-idbR[1{?
static holder _1; T-s[na(/L
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 >Wd=+$!I
*g'%5i1ed
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); oO
&%&;[/A
而不用手动写一个函数对象。 %t.\J:WN;
N-<,wUxf
?6\A$?
9,>c;7s X
四. 问题分析 {9F}2
SJ
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。 .`D$.|!8g
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 7O=7lQ
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 v~dUH0P<>e
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 F CfU=4O
下面我们可以对这几个问题进行分析。 W-1Ub |8C
G&N),wsNZK
五. 问题1:一致性 zLS?:yq
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 5C-n"8&C&
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 >Zm|R|{BE
&oVZ2.O#(
struct holder iqd7
{ 2mthUq9b*
// Hb$wawy<
template < typename T > 7bM
H
T & operator ()( const T & r) const i94)DWZ^
{ >O1u![9K|w
return (T & )r; W\ARCcTQ
} ))6iVgSE$
} ; eg"!.ol
J<iiA:&J
这样的话assignment也必须相应改动: gyMy;}a
#@M'*X_%}K
template < typename Left, typename Right > V8%( h[
class assignment dlV HyCW
{ TPKm>5g
Left l; !1+!;R@&H>
Right r; Pf<BQ*n
public : 'Hq#9?<2M
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} tF!C']
template < typename T2 > Oh=Kl3xs
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ^S(["6OJ(
} ; .X4UDZQg
y
0fI7:e3
同时,holder的operator=也需要改动: 0)|;uW
=\jPnov!
template < typename T > Zr!CT5C5
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const te3\MSv;O
{ !V0)eC50
return assignment < holder, T > ( * this , t); _cc9+o
} wqQrby<
>$A, B
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。 VsRdZ4
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 N?%FVF
S)@) @3
return l(rhs) = r; _~b]/]|z#N
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。 Bp=BRl
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Y]}>he1/5
wcDb| H&
template < typename Tp > +oa>k
0
class constant_t <;E>1*K}8
{ MOP#to)k&
const Tp t; Oufdi3h
public : G9c2kX.Bf
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} J#k.!]r,Y
template < typename T > ^;mGOjS
const Tp & operator ()( const T & r) const rx(z::
{ Et"B8@'P
return t; ]K>x:vMKH
} 4
eP-yi
} ; 4d
@
(>
upF^k%<y:
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 m-|~tve
下面就可以修改holder的operator=了 F!6;<!&