一. 什么是Lambda o@3B(j;J`
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 E0YU[([G
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, )b92yP{
\f"1}f
*S4aF*Qk
TKOP;[1h
class filler 1Nj=B_T
{ 6V2j*J
public : qlUzr.^-
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} EwQae(PpA
} ; :B.G)M\
fhRjYYGI
Q#pnj thM
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: h<% U["
~<,Sh~Ana.
H&bh<KPMh
7/"@yVBW
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); 6m[9b*s7
oLS7`+b$
a#y{pT2 b
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 dB3N%pB^
%S`ik!K"I
~ziexZ=N
E>}q2
二. 战前分析 S+ebO/$>
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。 {ma;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 4SR(->@
g1@wf
a,n93-m(m
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); j Nc<~{/
/* --------------------------------------------- */ GNU;jSh5
vector < int *> vp( 10 ); s;1e0n
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); sPCMckt
/* --------------------------------------------- */ |>2:eH
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); )gXTRkmw
/* --------------------------------------------- */ _~A~+S}
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); DYRE1!
/* --------------------------------------------- */ 6Z8l8:r-6
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); _z8;lt
/* --------------------------------------------- */ fsvYU0L
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); %v4ZGtKC@
Tpzw=bC^
wmYvD<
31}W6l88c
看了之后,我们可以思考一些问题: Qra> }e%*
1._1, _2是什么? &{W^W8,%
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。 4seciz0?
2._1 = 1是在做什么? f#P_xn&et
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。 x?L hq2
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。 O2 v.
5pJ*1pfeo
L~eAQR
三. 动工 l1<?ONB.#
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: GwQn;gkF
$]*d#`Sy{%
<xlm
K(
Mm#[&j[Y
template < typename T > |ym%|
B
class assignment tcA;#^jc
{ U3F3((EYJ
T value; ^~l $&~
public :
maDz W_3
assignment( const T & v) : value(v) {} *#2Rvt*Ox
template < typename T2 > z*LiweR-
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } hZN<Yd8:
} ; io4aYB\
&Rp"rMeW
;+`uER
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 e<5Y94YE
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment xvDI 4x&
uvB1VV4
,%hj cGX11
w^o}E)O
class holder <*Y'lV
{ GBbh ar},g
public : DB@EVH
template < typename T > ]0/p 7N14
assignment < T > operator = ( const T & t) const ]MAT2$"le
{ IKcKRw/O$
return assignment < T > (t); ;fGx;D
} (M`|'o!
} ; Ro r2qDF
HarFE4V
R0<< f]
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: U:|H9+5
ut5yf$%
static holder _1; BXhWTGiG
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 VPd,]]S5(
G$5m$\K
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ]W)
jmw'mo
而不用手动写一个函数对象。 \+Y!ILOI
m;/i<:`
FFe)e>bH
SLoo:)
四. 问题分析 \FifzKA
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。 DJP6TFT&G
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。 g-@h>$<
1
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 h^M^7S
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 @J vZ[T/
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ]}2Ztr)zZ
nY^Nbh0
五. 问题1:一致性 d
4O
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Fu)Th|5GZ
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ax@H"d&
7co`Zw4}g
struct holder nb+m.X
{ <k]qH-v4
// 8(xw?|D7
template < typename T > J70D+
T & operator ()( const T & r) const >o[|"oLO
{ (wA?;]q(
return (T & )r; U:lv^QPG
} o^ h(#%O
} ; _V@P-Ye
.nZ3kT`
这样的话assignment也必须相应改动: qY(:8yC36
b3U6;]|x
template < typename Left, typename Right > X\sm[_I
class assignment +LzovC@^
{ `6Hf&u<
Left l; XDLEVSly7
Right r; c> G@+
public : kh?. K#
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 9P"iuU
template < typename T2 > 2)\vj5<~$
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } Vxh.<b6&'
} ; h~miP7,c<u
$TG?4
同时,holder的operator=也需要改动: 'sU)|W(3U
)5yj/0oT
template < typename T > Iql5T#K+
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 0kLEBoOh
{ |E|6=%^
return assignment < holder, T > ( * this , t); 9]$`)wZ
} p`>d7S>"
h<3p8eB
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。 ]T^is>
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
BGqa-d
a%K}j\M
return l(rhs) = r; {Y_Nj`#BT
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。 D ,M@8h,
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: R6@uM<