一. 什么是Lambda # Q,EL73;
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 X!/Sk1
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, Iz#4!E|<
3\Q 9>>
z F.@rXl
d[J_iD{ &
class filler (.V),NKG
{ fFqYRK
public : G$MEVfd"
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} i!e8-gVMP&
} ; {&mHfN
3B
'j?+A
0kOwA%m
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: O0xqA\
|g)>6+?]W
)Hmf=eoc
3oMHy5
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 7[1|(6$
~"#HHaBO#
9Pe$}N
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 U4\v~n\
wN4#j}C
m 0vW<
qrw
二. 战前分析 ,r;xH}tbi
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 h )5S4)
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 Z9+fTT
w,FPL&{
|oXd4
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); BB(6[V"SV
/* --------------------------------------------- */ QR'# ]k;>%
vector < int *> vp( 10 ); jxkjPf?
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); *1<kYrB
/* --------------------------------------------- */ 5HV+7zU5
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); [A!w
/* --------------------------------------------- */ Dz6xx?
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 3yKmuu!
/* --------------------------------------------- */ m\0_1 #(
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); /~ {`!30
/* --------------------------------------------- */ Rt+ -ud{O
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); U\tx{CsSz
l9&k!kF`
qrlC
U4
4F6aPo2
看了之后,我们可以思考一些问题: tj[E!
1._1, _2是什么? @CmKF
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 !EhKg)y=
2._1 = 1是在做什么? 3wq<@dRv4
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 -m%`Di!E
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 `z0q:ME
c:Nm!+5_(
8$
u"92
三. 动工 6~x'~T
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: "
L`)^
JN|6+.GG
P8,Ps+
3>aEP5
template < typename T > bPU
i44P
class assignment
r_#dh
{ lFyDH{!
T value; w&aZ 97{
public :
8'8`xu$
assignment( const T & v) : value(v) {} wc4BSJa,19
template < typename T2 > ]2wxqglh)
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } #Or;"}P>fB
} ; o6k#neB>=.
$zjdCg<
VIP7j(#t_g
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 p/HDG
^T:u
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment E>|X'I?r^
wgS,U}/i
Q,&Li+u|
gVOAB-nw
class holder *{DTxEy
{ VWvSt C
public : Gs,:$Im
template < typename T > EJ9hgE
assignment < T > operator = ( const T & t) const x?+w8jSR
{ IT_I.5*A2
return assignment < T > (t); ,KW
Q
6
} xV)[C )6
} ; 3S:Lce'f
%M@K(Qu
##7y|AwK
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: YB5"i9T2
,_Z(!|
rW
static holder _1; 0Ds3wNz
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 XVYFyza;
-Z"4W
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); lT^su'+bk
而不用手动写一个函数对象。 "]+g5G
lir=0oq<
'+PKGmRW
hJ@vlMW
四. 问题分析 ? nd:
:O
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。 0@
Y#P|QF
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。 ]%' AZ`8
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 o}OY,P
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Yq+1kA
下面我们可以对这几个问题进行分析。 zfeT>S+
_v,0"_"
五. 问题1:一致性 lK0ny>RB
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?| b dgkA
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 \CL8~
P!eo#b^S
struct holder g^'h4qOa
{ 513,k$7
// sT M;l,
template < typename T > (%my:\>l
T & operator ()( const T & r) const #De>EQ%
{ #,%bW[L<N
return (T & )r; ?d7,0Ex
P
} x< A-Ws{^V
} ;
L:$4o
uU H4vUa
这样的话assignment也必须相应改动:
"o5]:]h)
[jMN*p?
template < typename Left, typename Right > cb}"giXQTB
class assignment X3.zNHN5
{ Ar`+x5
Left l; 0HzqU31%l@
Right r; NJUKH1lIhR
public : fkA+:j~z_
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} J]F&4O
template < typename T2 > ?Nos;_/
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 5'AP:3Gf"
} ; n5:uG'L\
82r8K|L.<y
同时,holder的operator=也需要改动: s|=lKa]d!"
gjS|3ED
template < typename T > 3JnpI,By
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const bJ~H
{ GEc6;uz<
return assignment < holder, T > ( * this , t); mUYRioNj
} XkaREE
J<$@X JLS
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。 ij"~]I
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 zF1!a
e &6 %
return l(rhs) = r; |Y9>kXM l
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。 Hfcpqa
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: H>~ CL
broLC5hbQU
template < typename Tp > #}`sfaT
class constant_t E&M(QX5
{ CIudtY(:
const Tp t; :U6`n
public : [!'+}
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ?uWUs )9
template < typename T > M\ATT%b:
const Tp & operator ()( const T & r) const )U/jD
{ ]C_+u_9
return t; (b&g4$!x&5
} =sJ?]U
} ; R\j~X@vI
&K ~k'P~m
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 &g`IRz
下面就可以修改holder的operator=了 m,.Y:2?*V
+VIA@`4
template < typename T > mZ)>^.N6
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const }EK{UM9y
{ <,i4Ua
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); DT-VxF6 h
} 9LR=>@Z
H 4<"+7
同时也要修改assignment的operator() @N*|w
Kc+
TnrBHaxbo4
template < typename T2 > ;mQj2Bwr
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } #]` uH{
现在代码看起来就很一致了。 fBS a8D3}`
a"Qf
六. 问题2:链式操作 @]3\*&R}
现在让我们来看看如何处理链式操作。 XwH>F7HPe
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 dC=[o\
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 t7=D$ua
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 2Tp2{"sB>A
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct DiJLWXs
N
J3;[qJ
template < typename T > VotC YJ
struct result_1 DiFLat]X
{ 9+ 'i(q
z
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; rXx#<7`
} ; uwe#&