一. 什么是Lambda {$0mwAOH "
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 <cps2*'
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, em%4Ap
Ni9/}bb
<? q?Mn
YvaK0p0Z
class filler "H'B*vc-
{ J!dm-L
public : D+l AhEN
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} .s?L^Z^
} ; PxvyN_B#>
L>jY.d2w=K
]C!gQq2'a
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: u-QB.iQ+s
'$i:
2mn,
|3('
N#|
1+_`^|eK
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); )1?y 8_B
f z'@_4hg
cuax;0{%
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 X8Bd3-B
h0g8*HY+}
KI"#f$2&
l!D}3jD
二. 战前分析 01 }D,W`
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 hNC&T`.-~B
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 g|o,uD
qU \w=
`'DmDg
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 5AFJC?
/* --------------------------------------------- */ k
=>oO9`
vector < int *> vp( 10 ); (p" %O
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 4>wP7`/+y
/* --------------------------------------------- */ R$R *'l
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); !z\h|wU+
/* --------------------------------------------- */ \1k79 c
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); Hus)c3Ty7
/* --------------------------------------------- */ '{cIAw/"n
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); E^B'4
/* --------------------------------------------- */ L^1NY3=$
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); (>LF(ll
?tWaI{95I
Yj&F;_~
)v'WWwXY>
看了之后,我们可以思考一些问题: l0|5t)jF-
1._1, _2是什么? LP.]9ut
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。 .yoH/2h
2._1 = 1是在做什么? k$n|*kCh
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 /J]5H
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 0Um2DjTCG
d-oMQGOklb
!Jo_"#5
三. 动工 ]vAz
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: t*p71U4+I
tR#OjkvX
'+@=ILj>
akmkyrz '&
template < typename T > #$.;'#u'so
class assignment ]_)yIi"
{ em y[k
T value; bTI|F]^!
public : ?e%ZOI
assignment( const T & v) : value(v) {} lt/1f{v[:
template < typename T2 > 1y:-N6
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } W8G,=d}6
} ; ]}V<*f
Pd8![Z3
8=!D$t\3
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 0-B5`=yU
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment -{("mR&]
A[B<~
&5>Kl}7
!hm]fh_j
class holder y#`tgJ:
{ qv-8)MSr
public : m&d|t>3<
template < typename T > @="Pn5<]C
assignment < T > operator = ( const T & t) const F/]2G^-
{
\__i
return assignment < T > (t); kpuz]a7pK
} :@yEQ#nFp
} ; Jx:Y-$
A@`}c,G
L7l
FtX+b
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: ]>!K3kB
Z*F3G#A
static holder _1; 11 NQR[
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 9p]QM)M
HVRZ[Y<^
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); s9mx
而不用手动写一个函数对象。 p#-Z4- `
rm7ANMB:
[z:!j$K
&0d#Y]D4`
四. 问题分析 9gW|}&-
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 e+EQ]<M
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
8$=n j
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ?d* z8w
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 @@f"%2ZR[
下面我们可以对这几个问题进行分析。 GC-5X`Sq
.e#w)K
五. 问题1:一致性 x[p|G5
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?| KR}?H#%
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 9+|$$)
Cp\6W[2+B
struct holder poE0{HOU
{ hW<%R]^|
// |]bsCmD
template < typename T > /PVk{3
T & operator ()( const T & r) const &$+AXzn
{ ,~U>'&M;
return (T & )r; !|(-=2`
} 1er
TldX
} ; 3l~^06D
KYm0@O>;
这样的话assignment也必须相应改动: &C_j\7Dq
$c!p&
template < typename Left, typename Right > A`%k:@
class assignment U gat1Pz
{ g&L!1<,
p
Left l; 70?\ugxA
Right r; -_g0C^:<,
public : ^^sE:
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} qZdQD
template < typename T2 > M/f<A$xx_
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } #~]zhHI
} ; 'ms-*c&
}rUN_.n4z
同时,holder的operator=也需要改动: q1x`Bj
`7E;VL^Y1
template < typename T > T=DbBy0-
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const yZY \MB/
{ i}f"yO+Q+
return assignment < holder, T > ( * this , t); iQ67l\{R
} )MVz$h{c.]
Pm6pv;WK
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 K-)]
1BG
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 (XTG8W sN
;fTKfa
return l(rhs) = r; HQdxL*N%^
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 FjHv
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
z_$% -6
BKCiIfkZ
template < typename Tp > 5Pc;5
o0C
class constant_t au(D66VO
{ r8?gD&