一. 什么是Lambda Ao9R:|9
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?]O7Ao
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, JXqr3Np1
l$xxrb9P!
d_z59
3=0E!e
class filler K^l:MxO-X
{ Ms^dRe)
public : ]j<Bo4~Il
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ZWUP^V
} ; 3gZ8.8q3
W"q@Qa`Bm
*OjKcs
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: An`3Ex[
IE2"rQ T
Orn0Zpp<z
]T:;Vo
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); f9u^ R=Ff[
hT g<*
`#P$ ]:
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 S>Yj@L
S$q=;"
.Ajzr8P
R`8@@}
二. 战前分析 Guw}=l--YR
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 )cJ#-M2
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 }_'IE1bA
W_|0y4QOo
/ ~%KVe
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); .Pndx%X9s
/* --------------------------------------------- */ Jju#iwb
vector < int *> vp( 10 ); r=uN9ro
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); o{qr!*_3
/* --------------------------------------------- */ [Nm4sI11
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); Sjj>#}U
/* --------------------------------------------- */ =8Jfgq9E
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); =T?}Nt
/* --------------------------------------------- */ :M3oUE{
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); thlY0XCq,%
/* --------------------------------------------- */ ;|T!#@j
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); &)d$t'7p
VosZJv=
f|7\DeY9U
#N(= 3Cj
看了之后,我们可以思考一些问题: 4*n#yVb/
1._1, _2是什么? +n0r0:z0
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。 p{A}pnjf
2._1 = 1是在做什么? '@|_OmcY
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。 1$/MrPT(b
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 &F
*'B|n
82{ Vc
5|0,X<&
三. 动工 MM_k
]-7
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: #p(h]T32
Fxs;Fp
r|Z3$J{^"
`:8J46or
template < typename T > pIV-kI:w
class assignment olB)p$aH#
{ &F:IIo7
T value; "Mw[P [w*
public : PX:'/{V
assignment( const T & v) : value(v) {} Ks^6.)
template < typename T2 > Y_&g="`Q
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } !l?.5Pm])
} ; !)"%),>}o
RcG0 8p.)
-H^oXeN
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 mYN7kYR}<`
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment <#=N
m0S$
/@ !CKh`
:o-,SrORM
Ei}/iBG@
class holder :K`ESq!8u
{ RoA?p;]<
public : W:,4 :|3
template < typename T > 9O`
m,t
assignment < T > operator = ( const T & t) const `pf4X/Py
{ 6oaazB^L
return assignment < T > (t); h!~3Dw>,N
} o+`6LKg;
} ; l&4,v
<U5wB]]
uzmk6G
v
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: ]w T 7*( Y
S:4crI
static holder _1; `e9$,h|4
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Q?ahr~qo
B[=(#W
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); geQ{EwO8n
而不用手动写一个函数对象。 gTgMqvt
F>tQn4
h5%<+D<
(Fq5IGs
四. 问题分析 @2pu^k^
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 C*U'~qRK
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ;k"Bse!/
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 iLP7!j
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Tus}\0/i>
下面我们可以对这几个问题进行分析。 |b-9b&
q{s(.Uq$&
五. 问题1:一致性 0q>P~]Ow
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?| D']ZlB'K
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 bwVPtu`
yKYUsp
struct holder 5>3}_
{ d(vsE%/!
// EXP%Mk/
template < typename T > U4m9e|/H;z
T & operator ()( const T & r) const {Q+gZcu
{ )1N 54FNO
return (T & )r; +iRq8aS_
} .Ha'p.
} ; A+y
;\EiM;Q]
这样的话assignment也必须相应改动: WZOY)>K
l"\~yNgk
template < typename Left, typename Right > ]k9)G*
class assignment mNmLyU=d
{ q@b|F-
Left l; \V9Z#>
Right r; -.g|l\
public : NCxqh <
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} RoCfJ65
template < typename T2 > ;Yi4Xva@
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 3qY K_M^[
} ; y=In?QN{6*
M?= ;JJ:
同时,holder的operator=也需要改动: da1]mb=4 5
GN KF&M
template < typename T > OB[o2G <0
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 'n<iU st
{ nz9DLAt
return assignment < holder, T > ( * this , t); /C/id)h>
} )p!7#v/@f
jiF?fX@
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。 U4 13?Pe
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 D:Q
21Ch
IbcZ@'RSw
return l(rhs) = r; )tCX
y4
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。 -n'F v@U
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: nW;g28
aM7uBx\8 5
template < typename Tp > ix#epuN
class constant_t m*$|GW9
{ yLsz8j-QJ
const Tp t; V5p=
mmnA,
public : n}s~+USZX
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 3Tn)Z1o
template < typename T > 5 H#W[^s"
const Tp & operator ()( const T & r) const YeF1C/'hy
{ GTHkY*
return t; `R"I;qV
} VCtH%v#S;.
} ; PjN =k;
-s9P8W
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 7}*6#KRG
下面就可以修改holder的operator=了 6U^\{<h_c
9;?UvOI;
template < typename T > 54rkC/B>
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 97K[(KE
{ ljKrj
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); a>mm+L8y
} $lhC{&tBV
Q,&