一. 什么是Lambda =G<i6%(^g
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Xg^9k00C
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, Tm) (?y
kD?lMA__
a}p}G\b|
>Y>>lE!
k
class filler ZIr&_x#e
{ iVdY\+N!<
public : "54t7
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} aM6qYO!jA
} ; FG@ ')N!g
rdBF+YN9/?
|XV@/ZGl~
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: 0 v>*P*
.z6"(?~
z%0'v`7
&aLelJ~
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); _VM()n;
}@Dgr)*+
*p !F+"
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 4n5r<?rY
G[4$@{
]38{du
E9]\ I>v
二. 战前分析 `{v!|.d<
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 8~@?cy1j!
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 'Z{_ws
}#D+}Mo!,
G\4*6iw:
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); l2|[
/* --------------------------------------------- */ , b;WCWm
vector < int *> vp( 10 ); GUH-$rA
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); yd+.hg&J
/* --------------------------------------------- */ N)0V6q"
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); -qW[.B
/* --------------------------------------------- */ sCrOdJ6|
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); yzH[~O7
/* --------------------------------------------- */ D.;iz>_}Y
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); RASPOc/]
/* --------------------------------------------- */ \.l8]LH
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); Smc=-M}
c7R<5f
?P>3~3 B
H5J1j*P<d
看了之后,我们可以思考一些问题: YQ
_]Jv k
1._1, _2是什么? W[4 V#&Z
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。 "MX9h }7
2._1 = 1是在做什么? tA{B~>
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。 [!'fE#"a
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。 58>C,+
[19QpK WM
Yn+d!w<3:
三. 动工 /t=Fx94
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 5S/YVRXq
q37d:Hp
xk\n F0z
1Ax{Y#<
template < typename T > \:Vm7Zg
class assignment q7kE+z
{ 24b?6^8~k
T value; U5!~@XjG>
public : tOT(!yz
assignment( const T & v) : value(v) {} p?idl`?^3
template < typename T2 > d(!g9H
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } P7D__hoE
} ; c80!Ub@
s"-gnW
"x~su?KiA
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ]mZN18#
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Y)*:'&~2e
X Z4q{^o
7^<{aE:
&cuDGo.
class holder 3-6Lbe9H
{ XFmTr@\M
public : !U[/P6
+0
template < typename T > nd3n 'b
assignment < T > operator = ( const T & t) const ~|kSQ7O^
{ 7Bs:u
return assignment < T > (t); (Ee5Af,4
} nA4PY]
} ; Tk~Y
\iQ{Q&JR:
AdGDs+at,
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,8[fp-7
n5s2\(
static holder _1; 6*r#m%|
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 |SSe n#PYp
!E.CpfaC
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); [L`w nP
而不用手动写一个函数对象。 ic=tVs
==]BrhZK
&|Cd1z#?
LE]mguvs
四. 问题分析 Sece#K2J|
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。 -F~"W@9r
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。 4uy:sCmu
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 O;8 3A
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 !HCuae3_
下面我们可以对这几个问题进行分析。 D\0qlCAs
zbgH}6b
五. 问题1:一致性 Mv_-JE9#>o
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?| ~/l5ys
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 YDWV=/
P,W(9&KM
struct holder YQN@;
{ ,9YgznQ
// &qMt07
template < typename T > `JzP V/6
T & operator ()( const T & r) const >j6"\1E+Dz
{ 0 P2lq
return (T & )r; P+<4w
} :/XWk
%
} ; N;mJHr3[F
oa<%R8T?@
这样的话assignment也必须相应改动: M"!{Dx~
h,@tfd U^
template < typename Left, typename Right > hUP?r/B
class assignment H63?Erh>a
{ F1GFn|OA
Left l; ,?oC+9w
Right r; ./i5VBP5
public : h\lyt(.s
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :D:Y-cG*n<
template < typename T2 > GzEvp
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } @Pb%dS
} ; `;HZO8
Qy7 pM8~h
同时,holder的operator=也需要改动: ln*jak RrC
34c+70x7
template < typename T > .
ytxe!O
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const S(#v<C,hd
{ ]Il}ymkIZ
return assignment < holder, T > ( * this , t); 8/"R&yAh
} WbJ
JJ4w]Dd4
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。 .Ge`)_e
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 <pIel
oZ\zi> Y,
return l(rhs) = r; ]Wg&r Y0
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。 z*e`2n#\
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ,{Ga7rH*
,Fzuo:{uy
template < typename Tp > vn1*D-?
class constant_t ]=G dAW
{ r,Tq";N'
const Tp t; MHQM'
public : ZfVw33z
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} AYsiaSTRqW
template < typename T > u3C0!{v
const Tp & operator ()( const T & r) const o-+H-
{ Y,M2D
return t; b NR@d'U
} _jM+;=f
} ; fRK=y+gl@
@S)p{T5G
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 4|h>.^
下面就可以修改holder的operator=了 8SOfX^;o
Wxzh'c#\8
template < typename T > v-&@c
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const F@<^
{ "sJ@_lp
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); }e-D&