一. 什么是Lambda |kGj}v3
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 2+s#5K&i
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, zl $mt'\y
}JI@f14
P@|
W\
$Y`oqw?g+^
class filler 3n_N^q}
{ 7bSj[kuN
public : sBm)D=Kll
void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
z>lIZ}
} ; > zA*W<g
mUA!GzJ~u-
rel_Z..~
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: h(C@IIO^;G
]"ou?ot }
FJQ=611@
!:baG]Y
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); *{DpNV8"
duQ,6
#;D@`.#\
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 '2XIeR
nEHmiG
y~Z7sx0
R`KlG/Tk
二. 战前分析 ` {/"?s|
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ?mwa6]
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 Y#[xX2z9
X~g U$
T_)G 5a
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Ua%;hI)j$
/* --------------------------------------------- */ -kzp>=
vector < int *> vp( 10 ); ZSvU1T8
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 9x`1VR
:
/* --------------------------------------------- */ q\Q'9Rl0(
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 7K5 tBUNQ
/* --------------------------------------------- */ `NySTd)\
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); V!\'7-[R
/* --------------------------------------------- */ InA=ty]"_U
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); C&HN#Q_
/* --------------------------------------------- */ zt;aB>jz#
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); Q2qT[aD,
*Za'^ Z2
dOX"7kZ
?k`UQi]Q
看了之后,我们可以思考一些问题: 2Q=I`H_
1._1, _2是什么? `l2h65\
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。 >t#5eT`_ w
2._1 = 1是在做什么? d k/f_m
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。 F1*xY%Jv^M
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。 ^ 6b27_=
S ^]mF>xX8
1 HY
K&
',
三. 动工 9+#BU$*v
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: =O%'qUj`q
=&Z#QD"vl
@.)WS\Cv#E
0oQJ}8t
template < typename T > ',Y`\X
class assignment nc3usq
{ (<2!^v0.M
T value; y!8m7a
public : E(F?o.b
assignment( const T & v) : value(v) {} |@5G\N -
template < typename T2 > `*WzHDv5p
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ^P|Zze
zwU
} ; }_=h]|6t
Dy&{PeE!
\NZ@>on
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 LNcoTdv}k
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment >-,$
{4 {X`$
MbxJ3"@
Q[Gs%/>
class holder (QTQxZ
{ ~p?D[]h
public : 3aw-fuuIb
template < typename T > 9^7z"*@#
assignment < T > operator = ( const T & t) const 4k!>JQor
{ WCY5F
return assignment < T > (t); T9FGuit9
} 2y IDyo
} ; ;o158H$gz;
[>LO'}%
iUbcvF3aP
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: iD.p KG
Dtox/ ,"
static holder _1; xFcW%m>9C
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ):\+%v^
}{}?mQ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); wbB\~*Z)
而不用手动写一个函数对象。 e=+q*]>
:w]NN\
;6$W-W _
uS JLIb
四. 问题分析 =gC% =
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。 CF6qEG6
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。 :Wihb#TO)
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 _yp<#q]
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 $9h^tP'CV
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Ej $.x6:
U8{^-#(Uz
五. 问题1:一致性 Wcbm,O4u
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| drvz
[
9;
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 )-m/(-
,#bT
struct holder j$<g8Bg=o
{ 85q!FpuH
// '|}H,I{
template < typename T > 5&.I9}[)j
T & operator ()( const T & r) const dt0(04
{ l,5isq
;m
return (T & )r; n\< uT1n
} dXPTW;w
} ; {mY=LaS<
LVy`U07C V
这样的话assignment也必须相应改动: =3nA5'UZ
vR
(nd
template < typename Left, typename Right > j)wrF@W
class assignment 7[0<,O6Q
{ ZFtJoGaR
Left l; vXZ
)
Right r; \O]kf>nC
public : %jJIR88
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Q9c*I,Oj
template < typename T2 > QRx9;!~b}
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 3vkzN
} ; fymmAfaR
c& $[a%s
同时,holder的operator=也需要改动: mKoDy`s
i*8j|
template < typename T > l3+G ]C&<
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const ]z]=?;ty%
{ \TLfLqA
return assignment < holder, T > ( * this , t); t>Yl=79,
} p q%inSY
ol~ tfS
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Y-,S_59
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 :QF`Orb!^
Zq'FOzs
return l(rhs) = r; 0d$LUQ't
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。 h*Mt{A&'.&
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: s`pdy$
R2Lq??XA=
template < typename Tp > xVrLoAw
class constant_t )LNKJe+
{ P`S'F_IN
const Tp t; l3y}nh+ 8
public : 3BAQ2S}
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 7%&e4