一. 什么是Lambda Q>Q}/{8!
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 >dH*FZ:c
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, 4B,A+{3yL
#GJh:#tt^
"+Yn;9
9`VF
[*
9
class filler _
q1|\E%`h
{ LR.+CxQ
public : 3Q"+
#Ob
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ml/O
} ; 1F8EL)9
M- A}(r +J
.OUE'5e p
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: f@g
6XU5T5+P^
Q*(C)/ QW
32/P(-
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ^!tI+F{n{
xz'd5 re%
<5^(l$IBj
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 !d)i6W?
VG7#6)sQoK
q,Q|Uvpk
AXI:h"so
二. 战前分析 J8'zvH&I
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 m@?e
<$
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}f_\d'
fe/6JV
e8v=n@0
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); SW,Po>Y
/* --------------------------------------------- */ a^,RbV/
vector < int *> vp( 10 ); M*uG`Eo&
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); hgltD8,
/* --------------------------------------------- */ iB-s*b<`~
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); rpWy 6oD
/* --------------------------------------------- */ #+\G-
=-
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 9mm(?O~'p
/* --------------------------------------------- */ ?8/h3xV;
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); gV;GC{pY
/* --------------------------------------------- */ b>WT-.b0
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 2N]s}/l
6Fb~`J~s
q"oNB-bz
j&5Xjl>4
看了之后,我们可以思考一些问题: l"8YI sir
1._1, _2是什么? 7L"/4w
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。 jyr#e
2._1 = 1是在做什么? vS#]RW&j
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。 H'>
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。 E
.5xzY
kvn6
NiU
QeoDq
三. 动工 DAi[3`C
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: t1S~~FLE
k"$V O+}m
9~yuyv4$
nc)`ISI
template < typename T > H_^c K
class assignment 7O#>N}|
{ R2@u[
T value; Y`uCDfcQ
public : (Bz(KyD[
assignment( const T & v) : value(v) {} *Q?HaG|S
template < typename T2 > W!*vO>^1W
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } rv:O|wZ
} ; 75f.^4/%
DP_ \%(A
da@
.J9
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 QR4o j
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment , fn=%tiUk
R0[Gfq9M=
Pif1sL6'
0'uj*Y{L
class holder >B0S5:S$W
{ Y|F);XXIl
public : wlJ1,)n^2
template < typename T > $ }53f'QjW
assignment < T > operator = ( const T & t) const _[W=1bGJ
{ iKwVYL
return assignment < T > (t); *O~D lf
} bu-
RU(%
} ; =RA6 p
V]2Q92
A:f+x|[
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: kVY@q&p
/+u*9ZR&1
static holder _1; rYl37.QE
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 $1e@3mzM
SDkN
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); l-&f81W
而不用手动写一个函数对象。 8'y|cF%U
lk80)sTZ
s=:n<`Z2
+] #>6/2q
四. 问题分析 m<E7cY3mX
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。 &m`
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。 Xp'KQ1w)
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ,Gfnf%H\8>
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 bWqGypq4
下面我们可以对这几个问题进行分析。 2.6,c$2tB
jV(ISD
五. 问题1:一致性 -Je+7#P1
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| .+y#7-#6
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 }~7>S5
E^g6,Y:i9
struct holder PSRGlxdO
{ .}tL:^'~o
// \sk,3b-&'
template < typename T > nJ,56}
T & operator ()( const T & r) const !MbRI
{ m'pihFR:f
return (T & )r; VAq:q8(K
} \1tce`+
} ; 3yTBkFI!
HjK|9
这样的话assignment也必须相应改动: O
@w=
|PWLFiT(>
template < typename Left, typename Right > 62W3W1: W
class assignment U9JqZ!
{ pRC#DHcHh
Left l; ar6Z?v$
Right r; C. Sb4i*
public : 2W}RXqV<
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} e@6}?q;
template < typename T2 > 7|{QAv
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } o:?IT/>
} ; 5f1yszd
qWWy}5SOm
同时,holder的operator=也需要改动: KVK@Snn
a1?Y7(alPU
template < typename T > er 97&5
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const l!`m}$
{ hRME;/r]X
return assignment < holder, T > ( * this , t); -q-%)f
} c^m}ep\F5L
xEbcF+@
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。 aa$+(
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ,#s}nJ4
zhFGMF1
return l(rhs) = r; Zu5`-[mw
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。 k+_pj k
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: A H`6)v<f
q'PA2a:
template < typename Tp > ETYw
class constant_t nL\BB&
{ :c
c#e&BO
const Tp t; (d@lG*K
public : '
R{ [Y)
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ~]}7|VN.}
template < typename T > ,*Sj7qb#
const Tp & operator ()( const T & r) const |',MgA
{ f\1)BZ'I
return t; &g|-3)A
} Fz-Bd*uS
} ; "`16-g97
_8kZ>w( L
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 k|1/gd5
下面就可以修改holder的operator=了 c}lUP(Ss
$5:j" )$,
template < typename T > g;vG6!;E\
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const {i3]3V"Xp
{ LC/6'4}_
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); UZ v^3_,qz
} a3JG&6-
B_nim[72
同时也要修改assignment的operator() ?~hC.5
r:<UV^; 9l
template < typename T2 > ;i> |5tEy
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } ,{=#
现在代码看起来就很一致了。 <