一. 什么是Lambda UP18?uM
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 +[JvpDv%
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, Y
,Iv<Hg
=N62 ){{
Q"6:W2#v
'F\@KE-d
class filler <sALA~p|0
{ 7Rba@ cs9
public : A#yZh\#
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} |6cz r
} ; fEdp^oVg
eSqKXmH[m
Bb,l.w
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: 3Kx&+
=bx;TV
tJ"8"T#6Vr
6aw1
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
9BZyCz
FO"sE`
Qj1qx;S
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 &V`~ z
e
ftr8~*]O
'7oWN,-
yHXQCWY{8;
二. 战前分析
}T)0:DF1,
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。 Ft<6`C
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 %4=r .9
U<YP@?w
o*fNY
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); n(}W[bZ4
/* --------------------------------------------- */ oMb&a0-7u
vector < int *> vp( 10 ); ^=COgO]e
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); BF="gZoU<
/* --------------------------------------------- */ -4%{Jb-1
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); TFQX}kr]
/* --------------------------------------------- */ b1*5#2rs.
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); C[-M
~yIL
/* --------------------------------------------- */ "^Ax}Jr
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ajy+%sXf=
/* --------------------------------------------- */ !OCb^y
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); \CY_nn|&g
ujLz<5gKuO
Vr<eU>W
U.$7=Zl8t
看了之后,我们可以思考一些问题: m0}1P]dc
1._1, _2是什么? 8]`LRzM
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ?2q;`Nb
2._1 = 1是在做什么? + a,x
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 }akF=/M
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 aqw;T\GI+~
)S8 fFV
pV^(8!+
三. 动工 &OMe'P
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ]8m_+:`=
6T qs6*
7)i6L'r
;VS\'#{e
template < typename T > (lzZ=T
class assignment +o4W8f=Ga
{ fz[-pJ5[
T value; \#hp,XV>
public : [ r<0[
assignment( const T & v) : value(v) {} C$<['D?8
template < typename T2 > 1.U9EuI
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 1v?|n8
} ; [PhT
zXt
.H33C@
%3@a|#g
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 |Ok=aV7
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment z m&?G
mdB~~j
O0~Qh0~l
YQ`m;<
class holder J ;|i6q q
{ s?,\aSsU@
public : a3Fe42G2c|
template < typename T > '",+2=JJ
assignment < T > operator = ( const T & t) const 0sR+@\
{ |EjMpRNE
return assignment < T > (t); D-S"?aO-
} *}Cm/li/w
} ; !8Mi+ZV
8%,u~ELA
u&npUw^Va
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: ,K-?M5(n9
"%?$BoJR0
static holder _1; S_|VlI
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 {
ML)F ]]
}u
`~lw(Z
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); fJdTVs@
而不用手动写一个函数对象。 ^h5h kIx0
'ZXd|WI
*;0Ods+IcY
,QZNH?Cp/
四. 问题分析 5/f"dX
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 gNj~o^6|@
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 jg3X6 /'
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 z7PmyU
>
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 "Ei' FM
下面我们可以对这几个问题进行分析。 BM+>.
{I9<W'k{
五. 问题1:一致性 "/~KB~bB
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| r/e} DYL&
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 )C^@U&h&
O~bJ<O=?
struct holder 6$ \69
{ _enS_R
// gc"A Tc
template < typename T > ebTwU]Nb
T & operator ()( const T & r) const Y
*?hA'
{ FDQP|,
return (T & )r; f.{/PL
} &~MM\,KML
} ; l(j._j~p
}^"#&w3<
这样的话assignment也必须相应改动: ysDGF@wZC
62Q`&n6
template < typename Left, typename Right > ~ ~U,
class assignment `}o{o
{
8n~ o="
Left l; "NOll:5"(
Right r; %'3Y?d
public : rWS],q=c
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} F./$nwb
template < typename T2 > ~z$+uK
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 0\DlzIO
} ; yq]/r=e!k
.EXxNB]%Y&
同时,holder的operator=也需要改动: "(NJ{J#A
<)4>"SN&^
template < typename T > *3s,~<''%
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const #P/}'rdt
{ $>6Kn`UX
return assignment < holder, T > ( * this , t); SYaL@54
} Nxr %xTD
[qHtN.
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 NB)$l2<d
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 {K ,-fbE
;]I~AGH:
return l(rhs) = r; *m.4)2u=
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。 f)9{D[InM^
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ZD`p$:pT
m1{OaHxKh
template < typename Tp > y-R:-K XH=
class constant_t JXKo zy41
{ !`qw"i
const Tp t; >@+ r|
public : <HMmsw
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 3Jj 3!aDB
template < typename T > ^oH!FN`;{
const Tp & operator ()( const T & r) const Fb^f`UI
{ k.K;7GZC
return t; &:}}T=@M1
} ^QbaMX
} ; M?G4k]
&?(472<f**
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 daN#6e4Z+;
下面就可以修改holder的operator=了 NU |vtD
Ua\<oD79]
template < typename T > }&