一. 什么是Lambda G{s ,Y^
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 0lBl5ke
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, H37Z\xS
t ?{B*
X)|%[aX}q
c1z5t]d
class filler Q/+a{m0f
{ (+>n/I6
public : *]EcjK%
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} G/D{K$=t~
} ; Mu:H'$"'H
B
51LZP
_}\&;
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: T<ua0;7
,cB`j7p(
\k* ]w_m-
.3Ap+V8?
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); !7w-?1?D
a@X'oV`(2b
,`wxXU7
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Obd!
@<AIPla
tF'67,~W
<.AIVp
二. 战前分析 ar{e<&Bny
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。 NN$`n*;l
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 hVID~L$
H1@"Yg8
6?Wsg`9
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); UC0 yrV
/* --------------------------------------------- */ cbIW>IbM
vector < int *> vp( 10 ); ZzE&?
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); T&h|sa(
/* --------------------------------------------- */ |[V(u
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); IEA[]eik>
/* --------------------------------------------- */ n[clYi@e
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); ^.4<#Qs
/* --------------------------------------------- */ <&NR3^Eq
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 65}:2l2<
/* --------------------------------------------- */ Xu
T|vh
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); {<i!Pm
hIw*dob
6-^+btl)#
*zx;81X=
看了之后,我们可以思考一些问题: i44`$ps
1._1, _2是什么? '3xSzsDn
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 </}[x2w?]
2._1 = 1是在做什么? 57#:GN$EL
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。 ,5/gNg
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。 i7p3GBXh[
UOwj"#
EEaFi8
三. 动工 B>'\g
O\2
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ]l\J"*"aB
+uH1rF_&@
g,1\Gj%y
<;Xj4
J
template < typename T > ;<* VwXJR
class assignment ;^xku%u
{ 3}vlj:L
T value; c2i^dNp_
public : 2
o.Mh/D0
assignment( const T & v) : value(v) {} c1Hv^*Y
template < typename T2 > +Gjy%JFp
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 5=$D~>-#
} ; 4RK^efnp
\;sUJr"$
xOt|j4
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 m/{rmtA4
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment |5W u0T
:xA'X+d/'
>Qi2;t~G
'Kq%tM26!
class holder {:"bX~<^
{ 2yN~[,L
public : 0)nU[CY
template < typename T > ~+1t17
assignment < T > operator = ( const T & t) const @-W)(9kZ|
{ m!PN1$9V
return assignment < T > (t); {:? -)Xq
} @1kA%LLK
} ; ptsi\ 7BG
ul:jn]S*
;Z8K3p
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: !]"T`^5,Y
-Z#A}h
static holder _1; b,!h[
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 %II |;<
tn}9(Oa)
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); .-o$IQsS
而不用手动写一个函数对象。 bclA+!1
_kar5B$
Gz
kf
+4@EJRC
四. 问题分析
T%:}/@
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。 1_F2{n:yp
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。 yDHH05Yl
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 l.&6|
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 "d{ |_Cf
下面我们可以对这几个问题进行分析。 U/TF,JUI
QYg2'`(
五. 问题1:一致性 O* 7"Q&
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?| O8M;q!)y
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 =i `o+H
d^,u"Z9P
struct holder j{nL33T%
{ 7q(RQQp
// [t>}M6?R:
template < typename T > \[Q,>{^
T & operator ()( const T & r) const L-q.Q
{ k3u3X~u
return (T & )r; qi$6y?
} Qxt,@<IK
} ; A?Uyj
':J[KWuV
这样的话assignment也必须相应改动: X\uN:;?#W{
{Z$Aw4a"d
template < typename Left, typename Right > }]/"auk
class assignment hX<0{pXM4
{ \]GBd~i<
Left l; Fd0R?d
Right r; 3!#d&
public : Kc0KCBd8];
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 1_f( ;WOg
template < typename T2 > p'!cGJL
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 3g)pLW
} ; Hh,q)(Wo
EW|bs#l
同时,holder的operator=也需要改动: *ewE{$UpK
Koo%mr
template < typename T > 6>X7JMRY
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const e![n$/E3R
{ RYy_Ppn96f
return assignment < holder, T > ( * this , t); #T&''a
} ]~GwZB'M
`gx_+m^
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。 ~CQsv`
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 7$Jb"s
1o
V\QK&
return l(rhs) = r; %?^IS&]Z
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 P|l62!m<
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 1=}+NK!
u%}zLwMH
template < typename Tp > !Qy%sY
class constant_t wL\OAM6R
{ zT
9"B
const Tp t; JgEPzHgx
public : !g'kWE[
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 'H0uvvhOp
template < typename T > *?:V)!.2z
const Tp & operator ()( const T & r) const -c{O!z6sX
{ \C#XKk$OE
return t; ,(
u-x!
} p(=}Qqdr8
} ; u$O`
\=
C8W#$a
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 #rD0`[pz
下面就可以修改holder的operator=了 JZ3CC f
?0*,x)t
template < typename T > qr~P$
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ;SnpD)x@)
{ ,1&Pb %}
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); L7VD ZCV
} q!iSY
>pdWR1ox
同时也要修改assignment的operator() <n? cRk'.
GJS3O;2*
template < typename T2 > |Tv}leJF
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 'guXdX]Gu
现在代码看起来就很一致了。 `1
A,sXfa
t/%{R.1MN
六. 问题2:链式操作 5nF46c
现在让我们来看看如何处理链式操作。 F#-mseKhc
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 :8h\x
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 [ICFPY6
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 QP>tu1B|
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct {G. W?
E.LD1Pm0
template < typename T > WVZ](D8Gc]
struct result_1 ~?#>QN\\c
{ H?oBax:
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; !B|Aq-
n,
} ; 1V
,Mk#_
4*Uzomb?q
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: f.)z_RyGd
;z2\ Q$
template < typename T > Y=83r]%
struct ref %B}<5iO
{ NVnId p
typedef T & reference; {#` O'F>
} ; *Ri\7CqU"6
template < typename T > c~``)N
struct ref < T &> I-Q@v`
{
}_mVXjF
typedef T & reference; `^v=* &
} ; eR3v=Q
2NMg+Lt8v
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: )fy-]Ky
*
=y^`yv 3
template < typename T > \+M6R<Qw
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Xfc+0$U@
{ d4~;!#<
return l(t) = r(t); W{RZ@3ZY
} \+)aYP2Hu
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 dl]pdg<
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 R?t_tmKXC!
y#T.w0*
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 DHq#beN
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: &=^YN"=Z
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Ko|m<;LX
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 u4#YZOiY)A
最后的布局是: aP$it6Z
Add I1pnF61U
/ \ K/iFB
Divide 5 Rtu"#XcBw+
/ \ _`I}"`2H
_1 3 O=[Q>\p
似乎一切都解决了?不。 KS'n$
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 ?:tk8Kgf
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 G! Y
l0Zr
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: DaS~bweMw
u\{MQB{T
template < typename Right > $l $p|
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const tzShds
Right & rt) const 1=Kt.tuf
{ x2,;ar\D
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); J!Q #xs
} 5e3p9K`5
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ;E_Go&Vd
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 =2t=Zyp0Y
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 {'Y()p3kl
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 '7Mz]@
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 tQ*?L
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? *knN?`(x
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: 0bpGPG's&
j8oX9
Yo0=
template < class Action > !gJTKQX4
class picker : public Action D<hX%VJ%M
{ =xQPg0g
public : ^F'~|zc"C
picker( const Action & act) : Action(act) {} H&8~"h6n
// all the operator overloaded Im?/#t X
} ; 2$o#b.
R$!]z(
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 \QQWh wE
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: cTW$;Fpc+
Y<IuwS
template < typename Right > *LMzq9n3o
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const ^&\pY
{ >k
==7#P
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); G1-r$7\
} b*W,8HF 4,
lN&+<>a
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ,PoG=W
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 EKO~\d
S}fQis
template < typename T > struct picker_maker S\]9mHJI
{ ])G|U A.
typedef picker < constant_t < T > > result; *<:6A&'D9
} ; 9_?<T;]"
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > p TaC$Ne
{ /Xj{]i3{
typedef picker < T > result; M3elog:M
} ; yN)(MmX'1
|)xWQ KzA
下面总的结构就有了: Pl!E$
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 5VpqDL~d
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 wpp!H<')
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 :IU<A G6
至此链式操作完美实现。 giH#t< )W
{\`y)k 7
e$teh`
p3
七. 问题3 p0y|pD
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 skXzck
!4!qHJISa
template < typename T1, typename T2 > b)x0;8<
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U.V/JbXX
{ c#CV5J\Kk3
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); R|^bZf^
} }D+ b`,
\D k >dE&I
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: .N>*+U>>P
g-jg;Ri
template < typename T1, typename T2 > JU;`c>8=)
struct result_2 x4PzP
{ }A]eC
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; j'Jb+@W?
} ; YD@Z}NE
v"
8(&6*-7=
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? <7>1Z
82)
这个差事就留给了holder自己。 CJh,-w{wJ"
IA&V?{OE@I
<KK.f9^o(
template < int Order > }Xk_
xQVt{
class holder; WtKKdL
template <> z .\r7
class holder < 1 > cl1ygpf(
{ vE8BB$D
public : Cg?Mk6 i
template < typename T > Aqmw#X
struct result_1 -9.lFuI
{ <"6\\#}VG
typedef T & result; 0:71Xm
} ; x#&_/oqAk
template < typename T1, typename T2 > $T#fCx/
struct result_2 *U6+b
{ fzw:[z:%
typedef T1 & result; !q,7@W3i
} ; &o7PB`(l
template < typename T > CbW[_\
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 1<Mb@t
{ |c8\alw
return (T & )r; JIw?]xa*
} %o4v} mzV
template < typename T1, typename T2 > ^n<YO=|u
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const h,B4Tg'
{ !hM`Oe`S
return (T1 & )r1; h~]e~u V
} R&6@*Nn
} ; +6l#hO7h
6M`gy|"(~
template <> rm ;U'&{
class holder < 2 > D!OY <?
{ o?m1
public : C>x)jDb?
template < typename T > ^`iz%^
struct result_1 d/F^ez
{ 4i{Xs5zk
typedef T & result; 4)OOj14-V
} ; xM!9$v
template < typename T1, typename T2 > ~XP|dn}
struct result_2 mjg@c|rTG
{ pZeOdh
typedef T2 & result; J^CAQfcx
} ; ilVi
template < typename T > MZX)znO
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const s@iY'11
{ ZzgzeT+bv
return (T & )r; eGg6wd
} D@9 +yu=S
template < typename T1, typename T2 > n.a2%,|v
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const QwpX3
k6
{ ;`Xm?N
return (T2 & )r2; Y$"m*0
} $z*"@
} ; d>mZY66P
fap]`P~#L
](Wa:U}Xs
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 YaSBIq{z
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: S'qT+pP
首先 assignment::operator(int, int)被调用: _V1:'T8
>itabG-&
return l(i, j) = r(i, j); Ns1n|^9
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 4v_Hh<%
'" %0UflJS
return ( int & )i; T]z(>{
return ( int & )j; 1Dc6v57
最后执行i = j; =v::N\&
可见,参数被正确的选择了。 l4+ `x[^
CUG"2K9
!*~QB4\2b
^78N25RU(
h9imS\gfr
八. 中期总结 KWjhkRK4]
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: \W TKw x
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 r9N?z2X
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 b(R.&X
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor l#T%N@X
|5dNJF8;Q
b/m.VL
QgYt(/S
bcy
X)iI]
九. 简化 |O>e=HC#q8
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 k*6"!J%A
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 y7!&
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: cMT:Ij];
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 }PBL
+-*/&|^等 'Z.C&6_
2. 返回引用。 M \k[?i
=,各种复合赋值等 [kN_b<Pc,
3. 返回固定类型。 FGP^rTP)e
各种逻辑/比较操作符(返回bool) 65O 8?I
4. 原样返回。 z\UXnRL
operator, Pf%I6bVN9
5. 返回解引用的类型。 ke;=Vg|
operator*(单目) n.'Ps+G(
6. 返回地址。 \}.bTca
operator&(单目) W<#!H e
7. 下表访问返回类型。 =8`KGeP$
operator[] `S-l.zSZ4B
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 GT]>
operator<<和operator>> Ut'T!RD
{ ?jXPf
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 `@1e{?$
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 4OJD_
1QD49)
template < typename Left > zGz}.-F
struct value_return YRBJ(v"9
{ '-N5F
template < typename T > #T>?g5I
struct result_1 ;P ju O
{ z^tzP~nI
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 6A.%)whI;
} ; 4\|Q;@f
O#[b NLV
template < typename T1, typename T2 > <N~9=g3
struct result_2 x;bA\b
{ pT~3<
,
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; =$y J66e
} ; {`M\}(E
} ; d*6/1vyjT
rf@47H
w{L9-o3A
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait McS]aJfrk
/E\04Bs
下面我们来剥离functor中的operator() $n!5JS@40
首先operator里面的代码全是下面的形式: ^`SEmYb;
Srmr`[i
return l(t) op r(t) .IY@Q
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ,66(*\xT
return op l(t) p&<n_b
return op l(t1, t2) d(RMD
return l(t) op C:^
:^y
return l(t1, t2) op V*2*5hx
return l(t)[r(t)] 2TB'HNTFx
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] DQ/rx`BG
-
(((y)!
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: `\"<%CCe
单目: return f(l(t), r(t)); 3 i>NKS
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ,38M6yD
双目: return f(l(t)); ?Q"<AL>Z
return f(l(t1, t2)); *$R9'Yo}F
下面就是f的实现,以operator/为例 hPG@iX|V
o(?9vU
struct meta_divide [) >Yp-n
{ 8|\ -(:v
template < typename T1, typename T2 > G;wh).jG5
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
)
] Ro
{ s.;'-oA
return t1 / t2; qj:[NPwaM
} [hot,\+f
} ; >}NnzZ
|unvDXx-
这个工作可以让宏来做: *5s*-^'#!
]:2Ro:4Yv
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ E'mT%@MOM
template < typename T1, typename T2 > \ c'VCCXe
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; @mg5vt!$`
以后可以直接用 kxyOe[7 S
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) jz;{,F
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 >f^kp8`3{Y
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) EFI!b60mc
Lh-Y5(c
o
reYIF*
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 <Pe'&u
iI'ib-d
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > jjEu
class unary_op : public Rettype bcuUej:
{ D(|+z-}M
Left l; (Lh!7g/0N
public : @44*<!da
unary_op( const Left & l) : l(l) {} !h}Vz
,+OVRc
template < typename T > D_ej%QtB@
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T:K}mLSg
{ $Fc}K+
return FuncType::execute(l(t)); 9)=bBQyr:
} :TKx>~`
g%^/^<ei
template < typename T1, typename T2 > KkzG#'I1
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (NfB+Ue}
{ iDgc$'%?
return FuncType::execute(l(t1, t2)); `{yI|
Wf
} mrKIiaU<J
} ; 4T$jY}U
*Ev8f11i&
wpQp1){%Q
同样还可以申明一个binary_op |7Z}#eP//
h?4EVOx+
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 9Ou}8a?m"
class binary_op : public Rettype &F[N$6:v
{ 9X#]Lg?b
Left l; ~K|ha26W
Right r; d%q&[<'jf
public : f`-vnh^+
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} =\i%,YY
\oGU6h<
template < typename T > wXdt\@Qr
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \7$"i5
{ "9*MSsU
return FuncType::execute(l(t), r(t)); mdmJne.
} bng/v
u~'_Uqp
template < typename T1, typename T2 > l;aO"_E1m
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const aDLlL?r3
{ ,PKUgL}w
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); i"DyXIrk2
} 6y?uH;SL
} ; 0d~?|Nv -
,ag*
/
M[iWWCX
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 hHOx ]
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 mv$gL
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) /6 x[C
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 {=3'H?$
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! L0%W;m
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 %(\et%[]
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 'XYjo&w
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) pd.pY*B<[
下面是修改过的unary_op H:z<]Rc
Z{F^qwne
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ~Hx>yn94e
class unary_op &RHx8zScP
{ nU2w\(3|
Left l; AuB BSk8($
RO'b)J:j9
public : 5GJa+St?
RWJyd=
unary_op( const Left & l) : l(l) {} H:16aaMn(
<fgf L9-
template < typename T > Oo>Uu{{
struct result_1 69odE+-X.
{ |F~U
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; .=Uu{F
} ; bK!uR&i^l
/}d)g4\j
template < typename T1, typename T2 > 73ABop
struct result_2 G*zhy!P
{ TD!c+${w
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7Mh!@Rd_V
} ; ]qk`Yi
JY D\VaW
template < typename T1, typename T2 > Orlf5{P
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const m='_O+ $
{ ,LU|WXRB
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); a3 t||@v!
} 2>^jMln
]4\6_J&
template < typename T > "Z-YZ>2
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5N2`e3:I
{ BGO
pUy
return OpClass::execute(lt(t)); 0A75)T=lQ
} AnBD~h h
[ofZ1hB4
} ; YE-}1&8
iis}=i7|
[XNDYaF8
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug [Lid%2O3ZR
好啦,现在才真正完美了。 <EuS6Pg
现在在picker里面就可以这么添加了: m{rsjdnA
2t#[$2mg\0
template < typename Right > *adwCiB
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const d!4:nvKx
{ Y0o{@)Y:
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); mk3,ke8
} ~HUO$*U4<
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 Fma#`{va
[T2!,D.
SJ&+"S&
+!-U+W
wG&rkg";#
十. bind hsZ@)[/:
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ded:yho
先来分析一下一段例子 2-@z-XKn
m]ALW0
" 8g\UR"[
int foo( int x, int y) { return x - y;} g_(O7
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 }^*m0`H
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 A 1aN<!ehB
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 <
_<?p&
我们来写个简单的。 S2~im?^21
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: eOUEhpE
对于函数对象类的版本: XlxM.;i0H
|h2=9\:]
template < typename Func > 7vB6IF
struct functor_trait pT<I!,~
{ V`"Cd?R0Z
typedef typename Func::result_type result_type; EnYEAjX
} ; F<Z13]|
对于无参数函数的版本: c/-PEsk_TP
mS
&^xWPV
template < typename Ret > aj$&~-/
R
struct functor_trait < Ret ( * )() > 6JE_rAab
{ oSkvTK$&i
typedef Ret result_type; ~Z$Ro/;l
} ; #i-b|J+%
对于单参数函数的版本: ZE6W"pbjU
V6r*fEhrT_
template < typename Ret, typename V1 > IMHt#M`
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Jr,**,wA
{ '],G!U(
typedef Ret result_type; l#3jJn
} ; \S)cVp)h
对于双参数函数的版本: Q^Q6|
n
94u~:'t>V
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 2%~+c|TH.)
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > pw=o}-P{
{ .-.b:gdO(
typedef Ret result_type; _*u$U
} ; 4-W~1
等等。。。 #c`/ f6z
然后我们就可以仿照value_return写一个policy }ZfdjF8N!
U/>l>J5
template < typename Func > ;^ YpQP
struct func_return HXQ
}B$V
{ Ap!i-E,"J
template < typename T > Fz@U\\94z
struct result_1 \kC'y9k
{ lLNI5C
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 2mfG:^^c
} ; GT-ONwVDq
hGU 3DKHT
template < typename T1, typename T2 > NdM \RD_R
struct result_2 FdS'0#$
{ D
#C\| E:
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 'LG
)78sk
} ;
(xMq(g
} ; i6xzHfaYG
X6n8Bi9Ik
M8f[ ck
最后一个单参数binder就很容易写出来了 8k?V&J `
Nq[-.}Z6
template < typename Func, typename aPicker > _ IlRZ} f
class binder_1 zTfl#%
{ 6Q}>=R^h
Func fn; ->J5|c#
aPicker pk; e}2[g
public : X9ec*x
(FSa>
template < typename T > sJm v{wM
struct result_1 (O'O#AD
{ WM GiV
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ~!'T!g%C
} ; @g1T??h
;tfGhHpQn
template < typename T1, typename T2 > hGo/Ve+@
struct result_2 X92I==-w
{ N`7+]T
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; xm> y3WC
} ; q`HK4~i,
qmq#(%Z <W
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} be>KG ZU0
BqDOo(%1)
template < typename T > tCQf `
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const XknbcA|
{ Q8NrbMrl
return fn(pk(t)); Q57Z~EsF
} {hx=6"@
template < typename T1, typename T2 > 7lG,.W|
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1b8}TG2
{ 7h\U}!
return fn(pk(t1, t2)); q5>!.v
} h{CyYsQ
} ; }\vw>iHPX@
vJ uL+'[i
_>G=xKA#e
一目了然不是么? ]9hhAT44
最后实现bind C59H|
S
&Pgk$e%>
?cgb3^R'
template < typename Func, typename aPicker > M[^EHa<i
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) |7b@w;q,D
{ ePTN^#|W
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); gHVD,Jr
} 6jz~q~I
8lF:70wia
2个以上参数的bind可以同理实现。 r1.OLn?C
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 l,ra24
@|@6pXR.
十一. phoenix g HKA:j`c
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Ej'N!d.
fs*OR2YG7
for_each(v.begin(), v.end(), 1yjP`N
( 1K[y)q
do_ `B7? F$J
[ #=I5_u
cout << _1 << " , " \7 }{\hY-
] n;~6'fxe
.while_( -- _1), tdn|mX#
cout << var( " \n " ) TU?$yNE
) 4_o+gG%HaM
); wK Je^7
\w2X.2b.F
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 9f$3{ g{m
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ^c:I]_Ww
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 d6~d)E
那么我们就照着这个思路来实现吧: W";Po)YC
8V+
cDh\$7'b
template < typename Cond, typename Actor > D~@lpcI
class do_while >RKepV(X7
{ ?^{Ey[)'(
Cond cd; C<N7zM wT
Actor act; tMr$N[@r
public : NucLf6
template < typename T > 6('xIE(R
struct result_1 IdciGS6t
{ >TS=tK
typedef int result_type; c.h_&~0qf
} ; !&Us^Q^
+!"7=?}
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} (t"rzH
5!7vD|6
template < typename T > -A1:S'aN-
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N#7_)S[@0l
{ ]H=P(Z-
do SW=%>XKkh
{ 'jBtBFzP-
act(t); _H$Z}2g<z
} &%@>S.
while (cd(t)); Q&?B^[N*Q
return 0 ; &Y$)s<u8.
} ufS0UD8%H
} ; V-zF'KI[
r }Nq"s<
EtA ,ow
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). gEnc;qb
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 n|!O .+\b
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ^%Fn|U\u
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 $EPDa?$*
下面就是产生这个functor的类: vQDkZ
( ALsc@K
E1Rz<&L
template < typename Actor > ]8EkZC
class do_while_actor Tg6nb7@P
{ S{qn^\0
Actor act; f9J]-#I if
public : LQ4F/[1}
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} rcG-Vf@
I}1<epd ,
template < typename Cond > 60%EmX
;
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; X e\,:~
} ; K yp(dp>
a8r+G]Z
LZrkFkiC
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 pt8#cU\
最后,是那个do_ f`_6X~
p
'K3%@,O
<