一. 什么是Lambda arYq$~U
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 .G O0xnm
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, a `R%\@1
MUrPr
h@Q^&%w
8<6H2~5<
class filler [SPx
{ }D#:NlMp
public : DzAZv/h76
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ;V}:0{p
} ; {~U3|_"[pX
yH/A9L,Z
v-{g
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: UT<e/
5RP kAC
.{V"Gn9!
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/C7
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 6zi>Q?] 1
<CyU9`ye
\vA*dQ-
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 hYW9a`Ht/
"n%s>@$
Oidf\%!mvR
+hyOc|5
二. 战前分析 ^m qEKy<
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。 JusU5 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 }s~c(sL?;
Y sM*d
6cH8Jr _
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ORExI.<`W
/* --------------------------------------------- */ bKQho31a'
vector < int *> vp( 10 ); b:dN )m
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); I!sT=w8V
/* --------------------------------------------- */ &$MC!iMh
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 0,%{r.\S
/* --------------------------------------------- */ .xRdKt!p
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); y\?ey'o
/* --------------------------------------------- */ 2cMCZuO
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); r_T)|||v
/* --------------------------------------------- */ 3Ua?^2l
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); EW
`hL~{
:viW
(> al-vZ6A
}%|ewy9|CW
看了之后,我们可以思考一些问题: J&xZN8jW
1._1, _2是什么? s2<!Zb4
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。 X6Ha C+P
2._1 = 1是在做什么? 02-ql
F@i
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。 i>m%hbAk
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。 #Bd]M#J17a
kKX' Y+
xRh 22z
三. 动工 -k'<6op
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: $Z]&3VxxY
5ya9VZ5#
')m!48
/v{+V/'+
template < typename T > {r^_ g(.q
class assignment zx.qN
{ 1dH|/9
T value; Ca2r<|uA
public : fLDrit4_Q
assignment( const T & v) : value(v) {} }%wd1`l7
template < typename T2 > NoI|Dz
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } FQZ*i\G>>
} ; +}:Z9AAMy
pjeNBSu6
L:i&OCU2k
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 )jM%bUk,!
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 7)Toj
E]V,
@
=2R4Z8G
`|t,Uc|7!
class holder S=@+qcI
{ .;? Bni
public : iE%" Q? Q/
template < typename T > _4S^'FDo
assignment < T > operator = ( const T & t) const YI0
wr1N
{ }lZEdF9GhG
return assignment < T > (t); WgNA%.|,
} h<.5:a
} ; Eb3 ZM#
bWe2z~dP
77RZ<u9/`
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: xT*'p&ap
N ,~O+
static holder _1; .D*Qu}
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 -^p{J
TB+
t@%w:*&
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ^~4]"J};M
而不用手动写一个函数对象。 N?\X2J1
vhe Y
F@
+R'8$
PRhC1#
四. 问题分析 aV;|2}q "
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。 w-|Rb~XT
h
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。
@|gG3
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 UHl3/m7g
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 !0{SVsc)
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ]kj^T?&n.
{*xE+ |
五. 问题1:一致性 4^7 v@3
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?| o}N@Q-i gq
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 LU3pCM{
h&"9v~
struct holder LjZlKB5C
{ EP>u% ]#
// t{k:H4
template < typename T > !I7$e&Uz@
T & operator ()( const T & r) const ff--y8h
{ Y\
[|k-6
return (T & )r; Aztrq
} F^dJ{<yX
} ; 2BccE
WK%cbFq(
这样的话assignment也必须相应改动: =*UK!y?n
;dIk$_FN
template < typename Left, typename Right > g]~vZj
class assignment /T _M't@j
{ %i9S"
Left l; !6/UwPs
Right r; E$"NOR
public : @@Ib^sB%
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ?9 huuJs7
template < typename T2 > AR |4^
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 91R#/i
} ; h.<f%&)F
d`sZ"8}j
同时,holder的operator=也需要改动: vC]X>P5 Px
*byUqY3(
template < typename T > x^s,<G
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const f;E#CjlTL
{ +d,
~h_7!
return assignment < holder, T > ( * this , t); ieyK$q
} ^t0!Dbx3SE
k1Y\g'1
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。 M;A_'h?Z
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 [RF,0>^b
K^WDA])
return l(rhs) = r; %.bDK}
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。 *HrEh;3^J
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: }*x1e_m}H
QqM[W/&R
template < typename Tp > P(T-2Ux6
class constant_t Ca-"3aQkc
{ 'FW?
const Tp t; f 3UCELJ
public : KhjC'CU,
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} @IG's-
template < typename T > !)a_@d.;i
const Tp & operator ()( const T & r) const WwmYJl0
{ tZ]gVgZg
return t; :Xw|v2z%3
} jKUEs75]
} ; #:6-O
2ZK]}&yC
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ]J Yz(m[
下面就可以修改holder的operator=了 q1ysT.{p,
-y.cy'$f
template < typename T > -Y_,
.'ex
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const :9&