一. 什么是Lambda 59lj7
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 A
gWPa.'3
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, T$mbk3P
R5(T([w'
o\!qcoE2W
q7_+}"i
class filler 0BK5qz
{ ?JXa~.dA
public : UQPU"F7.
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 5jZiJw(
} ; dYF=c
1m)M;^_
[>Fm[5x
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: W5 ec
#|f~s
FFvCi@oT
*x(Jq?5O7X
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); >2lwWXA
zK;XFN#U^
e;(
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 }r3~rG<D71
U>Gg0`>
b1-&v|L
Bp_wnd
二. 战前分析 ?obm7<
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 G5Yk bw#
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 bRsTBp;R`I
OfZN|S+~W
-6C +LbV
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); *9D!A
/* --------------------------------------------- */ N`$!p9r
vector < int *> vp( 10 ); 3WUH~l{UJ
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ,:GN;sIXg
/* --------------------------------------------- */ *y]+dK&-
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); LW:1/w&pv
/* --------------------------------------------- */ #/70!+J_UF
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); "pvH0"Q*
/* --------------------------------------------- */ #g9ZX16}
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); OZ(dpV9.S
/* --------------------------------------------- */ @Rq}nq=k
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); T?wzwGp-[
|"Z{I3Umg
<+tD z (
q.V-LXM
看了之后,我们可以思考一些问题: {y-^~Q"z
1._1, _2是什么? rRb+_]Lg
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。 (.23rVvnT@
2._1 = 1是在做什么? j.|U=)E
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。 ,D=fFpn
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。 Yj3I5RG
XKU=oI0\j
<<zI\+V
三. 动工 )^x K
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 5?u}#zO
|yY`s6Uq
NNkP\oh\
8@\7&C(g17
template < typename T > "![L#)"s
class assignment ?Bx./t><
{ ]A+o>#n}x
T value; Es4qPB`g.
public : lpmJLH.F
assignment( const T & v) : value(v) {} 5V5w:U>_z
template < typename T2 > S Xr%kndS
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 9pD
7 f`
} ; #Dy?GB08
X#p Wyo~
TqAPAHg
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ^@6q
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment PK2~fJB
E"PcrWB&
Xm!-~n@-m7
nJFg^s1
class holder egR-w[{
{ QlZ@ To
public : tWPO]3hW
template < typename T > {D`T0qPT[
assignment < T > operator = ( const T & t) const r4XH =
{ G|
m4m.
return assignment < T > (t); H9 tXSh
} ~)]} 91p
} ; 1vevEa$
q1{H~VSn"
^{yk[tHpS
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: nk=$B(h
\2e0|)aF6
static holder _1; elPE%'
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 S::>N.y
G}zZQy
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); \_BkY%a
而不用手动写一个函数对象。 Ym8}ZW-
ko\):DN
Gc,_v3\
8y2+$
四. 问题分析 19U]2D/z
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。 kLP0{A
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。 UQ?%|y*Kc
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Xrqx\X
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 A[N{
下面我们可以对这几个问题进行分析。 6,b"
j<yiNHC
五. 问题1:一致性 $lwz-^1t.
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| )%Iv[TB[
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 YwDt.6(+,
^QXbJJ
struct holder Bi%x`4Lf
{ 1NLg _UBOK
// `ldz`yu6++
template < typename T > ~/#1G.H
T & operator ()( const T & r) const mTDVlw0dh
{ &, a3@i
return (T & )r; Fke//- R
} o>]`ac0b}Y
} ; C(?blv-vM0
V-yUJ#f8[
这样的话assignment也必须相应改动: @'2m$a
+0$/y]k
template < typename Left, typename Right > r%]Qlt~K
class assignment *C|
{ ^s :y/Kd
Left l; >l5$ 9wO
Right r; O6s.<`\
public : &2.u%[gO[q
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Sm{>rR
template < typename T2 > 2t#L:vY
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 'DbMF?<.
} ; %VNlXHO.
r7mD{0s*
同时,holder的operator=也需要改动: ",qU,0
KW3+luI6
template < typename T > Li{~=S@N*
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const )7c b6jCU
{ N:5[,O<m_
return assignment < holder, T > ( * this , t); |UUdz_i!:
} P5<vf
w}cY6O,1
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。 d l]#
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Yl cbW0'c
ki]ti={12
return l(rhs) = r; k ]a*&me
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/Lbn
,.
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: $%k1fa C
$4=f+ "z
template < typename Tp > AONDx3[
class constant_t 2'0K WYM
{ uKr1Z2
const Tp t; |AZW9
public : mh/n.*E7
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} R!\EKH
template < typename T > .p`
pG3
const Tp & operator ()( const T & r) const u'~;Y.@i'
{ 9"{W,'r&d
return t; j7QX,_Q
} ?uL eFD
} ; {tP%epQ
B2=\2<
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 o2H1N~e#c
下面就可以修改holder的operator=了 WN]<q`.
'I}:!Z
template < typename T > Rqipkx
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const tfO#vw,@
{ YPDf
Y<?v
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); i^`9syD
} V>-b`e
F'RUel_%
同时也要修改assignment的operator() =3xE:
7E$&2U^Js
template < typename T2 > iP@6hG`:
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } iPG0o
%
现在代码看起来就很一致了。 hf6f.Z
)$%Z:
六. 问题2:链式操作 6 ,ANNj
现在让我们来看看如何处理链式操作。 _u0$,Y?&