一. 什么是Lambda Z.pw!mu"
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 (rn x56I$
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, ^q\zC%.
I.!/R`
0
,-b %X
7p6J
class filler JuSS5 _&
{ RZA\-?cO)
public : @k<~`S~|
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} <h9\ A&
} ; !$Z"\v'b
EB<q.
m{c#cR
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: -::%9D}P|
CN(4;-so)
46Nf|~
UmX[=D|
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); Oy$BR
<\
avu,o
;!?K.,N:N
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 o"[bIXf-h
$:!T/*p*
Hw&M2a
u,:`5*al{
二. 战前分析 Bw.&3efd
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 IviQ)hp
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 6a?p?I K^
o[hP&9>q
79H+~1Az
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); (14kR
/* --------------------------------------------- */ B}+9U
vector < int *> vp( 10 ); uFZB8+
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); x35s6
/* --------------------------------------------- */ tL{~O=
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 0z7mre^Q
/* --------------------------------------------- */ _9|@nUD
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); G6{A[O[
/* --------------------------------------------- */ RI3{>|*
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); GK?R76d
/* --------------------------------------------- */ TZNgtR{q
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); WG} CPkj
.+}o'rU
[nIG_j>D-f
389.&`Q%Ut
看了之后,我们可以思考一些问题: i0Q
_f!j
1._1, _2是什么? 2-!Mao"^
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 &> .1%x@R
2._1 = 1是在做什么? @;D}=$x
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。 :b*`hWnQ
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。 Z[u,1l.T
ESjJHZoD(
r5fkt>HZ
三. 动工 3H#/u! W
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: #r)1<}_e#
p]z54 ~
/3Ix,7
DPQGh`J
template < typename T > U4l*;od
class assignment W<|K
{ Bi:wP/>v
T value; oEoJa:h
public : }9udo,RWu
assignment( const T & v) : value(v) {} ?J@qg20z
template < typename T2 > `W$0T;MPF
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ?En|
_E_C
} ; &Z;8J @
RG
r'<o )
Po11EZa$a
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 -s%-*K+,W
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment GL =XiBt
iSz@E&[X
m2q;^o:J
o / g+Z
class holder D4O5@KfL
{ %iL@:'?K
public : roj04|
template < typename T > \.;ct
assignment < T > operator = ( const T & t) const =>}.W:=
{ dwbY"t[9
return assignment < T > (t); ^x"c0R^
} W;oU +z^t$
} ; n vpPmc
Jv^cOc
G q:4rG|
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: T~~[a|bLa
z5&%T}$tJ
static holder _1; g;#KBxE
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
2C33;?M
M|5]#2J_2
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); JlDDM
%
而不用手动写一个函数对象。 >+jbMAYSq
acYoOW1G
r>:L$_]L
*- IlF]
四. 问题分析 RJ}yf|d-C
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。 fJ&<iD)6
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。 [zTYiNa
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 PMN2VzE4{
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 7hF,gl5
下面我们可以对这几个问题进行分析。 akvwApn5
W^d4/]
五. 问题1:一致性 yg-FJ/
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?| g\\1C2jG
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 HEB/\
y }&4HrT&
struct holder #S53u?JV8
{ xngeV_xc2
// N{V5 D
template < typename T > &!DZW5
T & operator ()( const T & r) const F;Q_*0mIQ
{ MX`Wg
return (T & )r; j*H;a ?Y
} x<*IF,o
} ; /,Dwu?Lcqp
]o[X+;Tj|
这样的话assignment也必须相应改动: 3:~l2KIP4
y@kcXlY
template < typename Left, typename Right > 3 $$5Mk(&