一. 什么是Lambda R)F;py8)I
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ,ldI2]
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, >$ NDv
>*-FV{{
lc2 i`MC
<&&SX;
class filler #6AFdNy
{ j
[rB"N`0
public : |,#t^'S!
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} MZTx:EN!
} ; yu6`66h)
?OE.O/~l
d"5oD@JG:
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: is1' s[
;w6>"O$a
|\n@3cIK
rC.eyq,105
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); <V7>?U l
VA"*6F
Xg=x7\V
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 {/X4(;~0
G0`h %
3m>+-})d
f'<Q.Vh<
二. 战前分析 Mmo6MZ^
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 Q\GDrdA
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 K,6b3kk
&K43x&mFF
uQ=^~K :Z~
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ]c<qM_HWg
/* --------------------------------------------- */ ew;ur?
vector < int *> vp( 10 ); X=6y_^
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); -DN8Yb
/* --------------------------------------------- */ i]=&
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); EyI}{6~F
/* --------------------------------------------- */ Ti2Ls5H}
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); `}m Q
/* --------------------------------------------- */ JXixYwm
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ~`GhS<D
/* --------------------------------------------- */ kdxz !
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); l"q1?kaVg
/erN;Oo%<
ed!:/+3e/
zF@o2<cD@
看了之后,我们可以思考一些问题: <W`#gn0b6
1._1, _2是什么? 4\pWB90V
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 RP2_l$
2._1 = 1是在做什么? WpS1a440
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。 ^A][)*SZ
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。 YXU|h
$B#6tk~u
Bd^"=+c4
三. 动工 \.f}W_OF
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: G/d4f?RU
7_wJpTz
T"p(]@Ng
?\U!huu
template < typename T > yJsH=5A
class assignment &f>eQS=(
{ Gy,u^lkk:
T value; j7MO'RX`&
public : 9D 0dg(
assignment( const T & v) : value(v) {} -UZ@G~K
template < typename T2 > ]&ixhW
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } =(EI~N
} ; O<jPGU
hKNY+S})g
[xfaj'j=@
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 v[TYc:L=
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ~1*A
`gpQW~*R-;
q8Nn%o=5V
\ A%eG&
class holder FP#FB$eP
{ .lBgp=!
public : z305{B:Y
template < typename T > <]Wlx`=/D
assignment < T > operator = ( const T & t) const _1*7Z=|
{ w-b' LP
return assignment < T > (t); Vvt ;
} Kzb`$CGK
} ; R0;efD
)9B:wc"
6*nAo8gl
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: HPQ/~0$
%d m-?`
static holder _1; 1|ZhPsD.}g
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 h{}mBQl
[pg}S#A
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); |!H?+Jj:
而不用手动写一个函数对象。 C#i UP|7hh
H^~.mBP
n
-fgC"2H
sM\lO
四. 问题分析 dQgk.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。 aV`&L,Q)7E
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。 CKlL~f EL
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 [4+q+
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 3+xy4G@L
下面我们可以对这几个问题进行分析。 +'#oz+
VW@ x=m
五. 问题1:一致性 t` 8!AhOgc
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?| }wwe}E-e
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 \aP6_g:N}
`7+j0kV)
struct holder (QB+%2v
{ tZ2K$!/B
// 2 ?|gnbE:
template < typename T > 0_ yP\m
T & operator ()( const T & r) const XM|%^ry
{ wU`!B<,j
return (T & )r; K{cbn1\,H
} cPn+<M#
} ; ,>LRa
u-DK_^v4M
这样的话assignment也必须相应改动: Rt(J/%;
*Q}[ ]g
template < typename Left, typename Right > (LJ@SeM;
class assignment E-ZRG!)[v
{ E1Q0k5@
Left l; ekQrW%\3
Right r; kw,$NK'
public : X6RQqen3:
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} #\4 b:dv
template < typename T2 > Qu%D
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Di Or{)a
} ; 6'OO-o
XidxNPz0^
同时,holder的operator=也需要改动: {hqAnZ@]vr
:Gh~fm3}
template < typename T > ad n|N
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const \&}G]
{ Wv K(G3
return assignment < holder, T > ( * this , t); fP%Fyg^k
} (A/0@f1#
S<6k0b(,_3
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。 S{p}ux[}=
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 .dq
"k
N<JHjq
return l(rhs) = r; vz`@x45K
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。 59B&2861
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: tkuc/Z/@
8
#oR/Nt
template < typename Tp > #Ogt(5Sd
class constant_t |$hgT K[L
{ I__ 4I{nI
const Tp t; ])y{BlZ
public : 8*!|8 BPj^
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} R[A5JQ$[
template < typename T > [cU,!={
const Tp & operator ()( const T & r) const aW{L7N %
{ EZ#gp^$
return t; 8&}~'4[b[$
} xRDiRj
} ; 3vJ12=
d*;$AYI#R
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 fk5XvL
下面就可以修改holder的operator=了 A%ywj'|z
*,#q'!Hq
template < typename T >
S2=%x.
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 0^_MN~s(X
{ C|z%P}u#p
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); #i@h{R01
} %!.M~5mCd
+lp{#1q0
同时也要修改assignment的operator() ~v:#zU
{^&@gkYY
template < typename T2 > aIvBY78o
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } )teFS%
现在代码看起来就很一致了。 %my
DBbc|I/[l
六. 问题2:链式操作 LXhaD[1Rb
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Qp:6=o0:
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。 d$1#<