一. 什么是Lambda 2uu[52H8d%
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 %yw=[]Vjze
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, N+>'J23d!
,OBQv.D3>a
t*z'c
5u pShtC
class filler 4%bTj,H#
{ Hptq,~_t
public : [y{E
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} ~PUsgL^
} ; =49o U
!d4HN.a7+u
T8q[7Zn
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: :c;_a-69
a"qR J-@
/Nqrvy=
sQ(1/"gb
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); ??TdrTS
</w7W3F
y''0PSfb#
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 [a D:A
3L fTGO
e 2*F;.)
T5{T[YdX<
二. 战前分析 DB Xm
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。 {F)E\)$G
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 D5[VK`4Z
(1y='L2rj
z[FI2jl
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ;zm
ks]
/* --------------------------------------------- */ z6}Pj>1
vector < int *> vp( 10 ); )6C`&Mj
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); b60[({A\s&
/* --------------------------------------------- */ yr{5Rp05=
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); RR'(9QJ$
/* --------------------------------------------- */ E~69^cd
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); )ys=+Pz
/* --------------------------------------------- */ qV?sg
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Lkp&;+
/* --------------------------------------------- */ 0i_
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); b7qnOjC
Ix4 jof6(
sVlZNj9i"
)1BiEK`v
看了之后,我们可以思考一些问题: As p8qHS
1._1, _2是什么? J{^n=X9M0J
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。 q1<Fg.-r
2._1 = 1是在做什么? lSs^A@s
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。 aC}vJ93i
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。 (-#rFO5~l
J,`_,T
j`+0.Zlq
三. 动工 1O- E],
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ^VC7C~NZ!M
?bn;{c;E
&:C{/QnA
3P3:F2S R
template < typename T > 5@CpP-W#
class assignment bA0uGLc
{ Bd.Z+#%l"
T value; Yo@m50s$
public : ]zy~@,\
assignment( const T & v) : value(v) {} U"/yB8!W
template < typename T2 > widI
s[
)
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } nxf{PbHk
} ;
~t$mw,
A&;EV#]ge
Y]M^n&f
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 a$laRtId7
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 3a/[."W
u
N!.kq4$.
rSzQUn<
ja L$LJV
class holder @\S]]oLn
{ @yCW8]
public : ;7wwY$PBH
template < typename T > ;!^ +N
assignment < T > operator = ( const T & t) const ./';P<)
{ pqkcf\
return assignment < T > (t); - a
} K`,nW6\
} ; $dr27tse&<
V>1D1
P} +2>EU
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Bmi:2} j
J&n ^y
static holder _1; L,yA<yrC
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 'E@2I9Kj
uT'-B7N
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); #:
dR^zr<
而不用手动写一个函数对象。 C,9)V5!tP2
D9e+
Zj:a-=
[vZfH!vLP
四. 问题分析 0~(\lkh*!9
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 9"[!EKW
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 wxH(&CB-{
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 -B<O_*wOj
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 XKpL4]{&q4
下面我们可以对这几个问题进行分析。 TEH*@~P"
N)9pz?*V
五. 问题1:一致性 %"1`
NT
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| k'6<jEbk
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Fl8w7LcF7
W?SP .-I
struct holder HVtr,jg
{ iMP*]K-O
// |LX rGyk^
template < typename T > T][-'0!
T & operator ()( const T & r) const M"k3zK,
{ Y\+(rC27
return (T & )r; #
q0Ub-
} 7}2sIf[I
} ; vgU hN_rK
(#!(Q)
]
这样的话assignment也必须相应改动: TBoM{s=.
<`oCz Q1
template < typename Left, typename Right > +Q@/F~1@6@
class assignment EX+={U|ua$
{ ,\\%EZ%a
Left l; 2r PcNh9
Right r; ]+^;vc 1r
public : s_S<gR
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} NqQM!B]
template < typename T2 > ^8o_Iz)r,
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } B2ek&<I7N
} ; :t2 9`x
Z;|0"K
同时,holder的operator=也需要改动: vjOG?-
2VoEQ
template < typename T > lM@<_=2
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const aF;]7i@
{ lWu9/r 1
return assignment < holder, T > ( * this , t); TnbGO;
} [4K9|/J
<3i4NXnL2
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。 I_"Hgx<
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 -13P 2<i+
8`L#1ybMO
return l(rhs) = r; )OW(T^>_'I
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。 C8bGae(
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: u7<qaOzs?
Sleu#]-
template < typename Tp > *G2)@0
{
class constant_t (>!]A6^L~
{ kT Z?+hx
const Tp t; @2GhN&=
public : NB!'u)
lFD
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} >|UrxJ7
template < typename T > *zw
R=
const Tp & operator ()( const T & r) const cJ7{4YK_#/
{ ain#_H
return t; @);!x41f
} 73^T*
} ; imJ[:E
F_p3:l
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 [9db=$v8$
下面就可以修改holder的operator=了 gL[1wM%?
.NzW@|
template < typename T > ;Sx'O
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const Dr8WV\4@
{ v -|P_O&z