一. 什么是Lambda 6 isz
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 RfPRCIo
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, I"*;fdm
}@Mx@ S
(`0dO8
@d5G\1(%
class filler IT \Pj_
{ oYWcX9R
public : $#V^CmW.
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} k^A Yg!~
} ; W!a~ #R/r-
i?^Cc\gH
RZykwD(
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: g=?KpI-pn0
{V&
2k9*
,Mwyk1:xix
M,Y lhL
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); .F'fBT`$
(n{sp
X8T7(w<0%f
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 R#Z1+&='
"P:kZ=M
Q
51oZw%os=
Q
!5P
二. 战前分析 y%T5"p$,
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。 *qcL(] Yq
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_,l[BhsQG
K`PmWxNPh
V'h
O
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); \FOX#|i)
/* --------------------------------------------- */ [0GM!3YJ7
vector < int *> vp( 10 ); l'~]8Wo1
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); |=.z0{A7H
/* --------------------------------------------- */ <DS+"#
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); rN|c0N
/* --------------------------------------------- */ SU, t,i
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); k
fx<T
/* --------------------------------------------- */ AR\?bB~`c
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); LX<c(i
/* --------------------------------------------- */ [P*3ld,,G%
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); ZIAiVq2)
!M~p __
z"BV+
rVkoj;[
看了之后,我们可以思考一些问题: J.x>*3<l
1._1, _2是什么? nbYkr*: "t
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。 H3 _7a 9
2._1 = 1是在做什么? *VT@
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。 C]UBu-]#S
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。 LX.1]T*m`
t"1'B!4
1Oo^
三. 动工 hoASrj{s
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: _t:cDXj
7p}G!]`
3uwZ#
$ 1(u.Ud
template < typename T > V|NWJ7
class assignment >vg!<%]W]
{ 9/w'4bd
T value; l;>#O
public : V"VWHAu*.w
assignment( const T & v) : value(v) {} %+$P<Rw7
template < typename T2 > RIX0AE
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } iUh_rX9A"
} ; 96F:%|yG
z)5n&w
S
=y7]9SOq
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 G#'3bxI{f+
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment A"Rzn1/
!)tXN=(1a
-5\aL"?4
Sm#;fx+
class holder vII&v+C
{ CGg:e:4
public : 1$idF
template < typename T > B@*BcE?
assignment < T > operator = ( const T & t) const bl\44VK2'
{ @.kv",[{[
return assignment < T > (t); 8aGZ% UI
} |aN0|O2
} ; >c7/E
fRT:@lV
G;Y,C<)0k
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: u0$7k9mE
{549&]/o
static holder _1; "}K/ b
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 BmrP]3 W?
}Iub{30mp
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 8BNsh[+
而不用手动写一个函数对象。 ^Gv<Xl
^iubqtT]
*6*#"#D
cFUYT$8>
四. 问题分析 #`a-b<uz
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 UVu"meZX
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 |d D! @K
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 G"MpA[a_
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 zx(j6
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Kggf!\MR8
>^:g[6Sj
五. 问题1:一致性 nAF@47Wo
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| YH<F~F _
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 C?rL>_+71
'*>LZo4
struct holder Beqhe\{
{ mkBQX
// j %TYyL-
template < typename T > ^yK94U;<Gy
T & operator ()( const T & r) const p{Pa(Z]G
{ QVn0!R{
return (T & )r; -f9M*7O<gf
} K?[pCF2C
} ; [tMf KO
Tc:W=\ <
这样的话assignment也必须相应改动: -|[_j$g
CG9X3%xO%
template < typename Left, typename Right > *{4cc
class assignment <O5;w
{ RMC|(Q<
Left l; xOT'4v&.
Right r; xxkP4,(p
public : *`}_e)(k
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ? |8&!F
template < typename T2 > ,zXL8T
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } #EHBS~^
} ; phXVuQ
ZX'{o9+w5
同时,holder的operator=也需要改动: h| UT/:
oTI*mGR1Z
template < typename T > TP{a*ke^5,
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const sxThz7#i)
{ iqy}|xAU
return assignment < holder, T > ( * this , t); m9G,%]4|
} o95O!5 hl
Z$zUy|s[
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。 \)M5o
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Z~ ?:r
ys#M*
{?
return l(rhs) = r; X3W)c&Pr
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。 @1]<LQ\\
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: +ypG<VBx%
\=N
tbBL$[
template < typename Tp > SOK2{xCG
class constant_t 9Biw!%a
{ Dx <IS^>i
const Tp t; !FSraW2
public : $,aU"'D
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} =R>Sxaq
template < typename T > yQi|^X~?$
const Tp & operator ()( const T & r) const p1?}"bHk
{ 3~cOQ%#]4
return t; A^K,[8VX
} =\XAD+
} ; 'oT}jI
SAH\'v0
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 NPoXz
下面就可以修改holder的operator=了 zl:
u@!'
\Flq8S /t^
template < typename T > Y43#];
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const Ra{B8)Q
{ COHJJONR
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); @\"*Z&]8z0
} _O!D*=I
>}4]51s
同时也要修改assignment的operator() b8]oI"&G