一. 什么是Lambda ,%)WT>
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 _-|yCo
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, k2_6<v
Z
MQ9M%>
,z0~mN
~L\( /[
class filler gNEzlx8A
{ H649J)v+m
public : ;i-D~Np|
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ^huBqEs
} ; ^V XXq
HonAK
"EOk^1,y
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: #cp$ltY
~u?x{[
:r
vO8.\
z/P^-N>
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); A_6/umF[ZA
>"sKfiM)b
0f=N3)
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 j-I6QUd
4Rrw8Bw
6,g5To#vw
r$3~bS$]
二. 战前分析 jziA;6uL
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。 1v[#::Bs
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 _Sk<S
\J3v>&m<7
8,H#t@+MT
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ?4wehcZz
/* --------------------------------------------- */ X."h Tha5
vector < int *> vp( 10 ); dp// p)B>
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 0-t4+T
/* --------------------------------------------- */ GH; F3s
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); O'&X aaZV
/* --------------------------------------------- */ wNf*/?N
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); g`~lIt[=
/* --------------------------------------------- */ t;e]L'z@:
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); of[|b{Ze4~
/* --------------------------------------------- */ H~_^w.P
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); RqX4ep5j
6M<mOhp@}n
Op$J"R
*]>OCGsr
看了之后,我们可以思考一些问题: [hv3o0".
1._1, _2是什么? h>L6{d1
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。 #r:Kg&W2FO
2._1 = 1是在做什么? :hl}Zn~jt
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。 9/X v&<Tn
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。 fbx;-He!
+}G>M=t::
k. ?
T.9
三. 动工
8tFyNl`c
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: $CQwBsYb=
EbwZZSds1
C(%5,|6
,rl
<ye*&
template < typename T > rY_C3;B
class assignment -JyODW#j
{ n4r( Vg1GS
T value; i_ODgc`H
public : 1Z$99
assignment( const T & v) : value(v) {} si
mX
template < typename T2 > q2j}64o_S
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } B'BbTI,
} ; 2h? r![
fY\tvo%
7N~qg 7&
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 L&gEQDPgq|
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment x_H7=\pX]
KAZkVL
n5,Pq+[
_6ax{:/Q
class holder y3o4%K8
{ '`goy%Wd
public : H R!>g
template < typename T > ofrlTw&o
assignment < T > operator = ( const T & t) const OrH1fhh
{ d[Fr
return assignment < T > (t); ^%OH}Z `ly
} ;Q,).@<C
} ; |s3HeY+Co
PA-0FlV|
g7Q*KA+
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: T[! q&kFB
HOQ
_T4
static holder _1; :~A1Ud4c
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Y"\T*lKa
3<'Q`H >
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); (XIq?c1T
而不用手动写一个函数对象。 #]\G*>{
zl8\jP
I(kIHjV|
)
ImIPSL
四. 问题分析 b%~3+c
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 R\Ynn^w
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 VflPNzixb!
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 b+j_EA_b
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 i$ZpoM
下面我们可以对这几个问题进行分析。 7;s0m0<%~
:)V0zHo&(
五. 问题1:一致性 hG3$ ]i9
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?| ~i&< !O&
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ToXFMkwY
fF]&{b~wk
struct holder Gt%?[
{ vFvu8*0
// i.dAL)V
template < typename T > P;91C'T-x
T & operator ()( const T & r) const OsSiBb,W79
{ >`V|`Zi ?
return (T & )r; AkQFb2|ir
} iuk8c.TAR
} ; mS;Q8Crh
:<7>-+pa
这样的话assignment也必须相应改动: V^5k>`A
3UtXxL&L`
template < typename Left, typename Right > y?4=u,{C
class assignment p`.fYW:p
{ cZ2,
u,4
Left l; iwTBE]J
Right r; J3S byI!T
public : ;A'17B8
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} A(sx5Ynp
template < typename T2 > \hD
bv5
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } <EN[s
} ; 9v3Nba
&$Ip$"H
同时,holder的operator=也需要改动: 2<. /HH*f
pQ`L=#WM
template < typename T > >;U%~yy}qc
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const f2e$BA
{ r|BKp,u9
return assignment < holder, T > ( * this , t); {[y"]_B4
} ^
J@i7FOb
!Kqj&y5
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。 -ddatc|
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 x=|@AFI
{j4:.fD
return l(rhs) = r; 1`JN
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。 soK_l|z:J
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: \J
g#X:d
L#MxB|fcr
template < typename Tp > Pw{{+PBu R
class constant_t @%85k/(
{ .{ L m
const Tp t; 3'uES4+r
public : Z"nuO\zH~
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} #Z5Wk
template < typename T > 3>3ZfFC
const Tp & operator ()( const T & r) const m`0{j1K
{ BqA wo
return t; S5vMP
N
} g
{wPw
} ; j`M<M[C*4N
|}Z"|-Z
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 QN5N hs
下面就可以修改holder的operator=了 0# GwhB
U.} =j'Us+
template < typename T > yAkN2
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const u<r('IW0
{ @
MoMU
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); A+*(Pds
} K4L#%KUPW
rxA)&