一. 什么是Lambda ;F-kE4w
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 "|H0 X#
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, >ZT3gp?E
NoT oLt\
lH8?IkK,g
CS
class filler *^]ba>
{ #=2~MXa@z7
public : 78kk"9h'
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} x[E`2_Ff 0
} ; C.|MA(7
L!5HE])<)
x1Uj4*Au
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: ;%&@^;@k%
4_eq@'9-q
ftbu:RtK^^
@r<w|x}
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); te_D
,
bZ=d!)%P-{
G9]GK+@&F
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 '?nhpT^
?:,j9:m?
"Y6f.rB
V_:/#G]jeG
二. 战前分析 W NCd k$
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。 *@< jJP4
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 jw
H)x
-c. a7
`%VrT`
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 6mZFsB
/* --------------------------------------------- */ .nnAI@7E
vector < int *> vp( 10 ); EJZ2V>\_-0
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Ec|#i
/* --------------------------------------------- */ S;
>_9
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); IcN|e4t^J+
/* --------------------------------------------- */ N6eY-`4y
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); 2gi`^%#k]
/* --------------------------------------------- */ FTn[$q
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); t_3XqjuA
/* --------------------------------------------- */ 5,A/6b
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); "{}5uth
2Ig.hnHj
}\B6d\k
sBh|y F,
看了之后,我们可以思考一些问题: z>!b
1._1, _2是什么? ?%?@?W>s@
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 awUIYAgJ3
2._1 = 1是在做什么? ]Kd:ZmJ
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 9tJiIr8i
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 9ItsK
^#Shs^#
tkA '_dcIC
三. 动工 cP-6O42
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: VHy$\5oYg
Ma$b(4dB
:`d& |BB
+=*ZH`qX
template < typename T > 7yKadM~)
class assignment (RQ kwu/
{ V\A?1
T value; {?82>q5F
public : |zSkQ_?54
assignment( const T & v) : value(v) {} '_2~8w
template < typename T2 > >qOhzbAH{<
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } z7 }@8F
} ; /W%{b:
%@LVoP!@!
3.Y/ZWON
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 0@z78h=h
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment {epsiHK@tK
3AWg 43L7
&BP%~
M!,WU[mP
class holder {sbQf7)
{ V7.EDE2A3
public : Nt/>RCh
template < typename T > =OCHV+m
assignment < T > operator = ( const T & t) const /P320[B}m&
{ 4e* rBTl
return assignment < T > (t); 8{'L:yzMY
} }I!D65-#'
} ; J?V8uEly
k#U?Xs>
7 'N&jI
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: rTQrlQ:@
r'"H8>UZ%
static holder _1; uSH.c>
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 TRa|}JaI"
B#8!8
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); qWdL|8
而不用手动写一个函数对象。 [W`
_`
2\_}81hM
/K1YDq<=
v. !L:1@I.
四. 问题分析 H_Vf_p?
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。 v#F.FK
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。 XK>B mq/]
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 {qK>A?9
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 )D Y?Y-n
下面我们可以对这几个问题进行分析。 %kUIIHV}
}k$2r3
五. 问题1:一致性 =*fOej>G
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?| V|Smk;G
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 oJEind>8O
JS}iNS'X
struct holder D >$9(
{ rF'q\tJDz
// ;BsyN[bF
template < typename T > w!7Hl9BW
T & operator ()( const T & r) const ZJ1%
{ ry0P\wY}
return (T & )r; !IF#L0z
} p xjb^GZ0
} ; 7xqTTN6h
a%cCR=s=
这样的话assignment也必须相应改动: JHBX'1GQa
sSU p7V
template < typename Left, typename Right > 26?yEd6^Z
class assignment pkQEry&Z
{ n'>`2 s
Left l; #fd;]
Right r; A@4sb
W_
public : |bA\>%~
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3U^E<H
template < typename T2 > Xf(H_&K
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } qf-0 | w
} ; rZEL7{
Dn1aaN6
同时,holder的operator=也需要改动: )ERmSWq/u
_NA[g:DZ&O
template < typename T > ye4 T2=
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const RG4T9eZq
{ VG'M=O{)3
return assignment < holder, T > ( * this , t); EVX*YGxx6
} 9mZ[SQf
yz.a Z
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。 8R0Q -,'
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ZjLu qo
k <SFl
return l(rhs) = r; 8cI<~|4_
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。 A%(t' z
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: &?59{B.mD
:(ni/,~Q
template < typename Tp > TL'^@Y7X5
class constant_t 9\y\{DHd
{ |1!RvW:[!
const Tp t; [TRHcz n
public : |L wn<y
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ?>
)(;Ir9
template < typename T > u)J&3Ah%
const Tp & operator ()( const T & r) const Mwm9{1{
{ cHP~J%&L
return t; <a_ytSoG1
} I54`}Npp
} ; 4Cm+xAXG
Vh=10Et
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 cc37(=oKL
下面就可以修改holder的operator=了 {-a8^IK,
,%Sf,h?"^
template < typename T >
vf}.)
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const =r=?N\7I
{ NFsj
~6F#
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ;l4epN
} rs`"Kz`(
O7,)#{
同时也要修改assignment的operator() &