一. 什么是Lambda X"mPRnE330
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 C1(RgY|
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, Z[l+{
^uphpABpD
>o%X;U
3
vbX.0f "n
class filler y+= s/c
{ 6
8fnh'I!
public : /x]^Cqe
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} LN5BU,4=
} ; F_i"v5#
#f;6Ia>#
t:P7ah
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: f="Zpl W
E{QjmlXQ<
+]GP"yv-
q2OF-.rE
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); }}u`*&,g
&;WK=#
lxbC 7?O
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 M+^ NF\
kGC*\?<LmR
^CM@VmPp
M,yxPHlN
二. 战前分析 I,05'edCQ
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。 +uj;00 D
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 IP-M)_I
NPFI^Uj#A
N H:Bdl3
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); LOu9 #w"
/* --------------------------------------------- */ )~S`[jV5
vector < int *> vp( 10 ); $ %|b6Gr/&
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); KY0<N9{
/* --------------------------------------------- */ ~IPATG
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); _VM}]A
/* --------------------------------------------- */ UUM:*X
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); #c"05/=A
/* --------------------------------------------- */ b$pCp`/MT
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ew~uOG+
/* --------------------------------------------- */ `Fe/=]<$
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 7q 5 \]J[
T~SkFZ
]/3!t=La
7l09
看了之后,我们可以思考一些问题: ?5;wPDsK
1._1, _2是什么? WP Gp(Xw
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。 p%X.$0
2._1 = 1是在做什么? ;9-J=@KY4
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 tNOOaj9mw
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 V\Y,4&bI
u-bgk(u
09 f;z
三. 动工 M0e&GR8<z>
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: YACx9K H
`K[r5;QFKf
BPKrRex
R%t|R79I
template < typename T > :uqEGnEut
class assignment KG96;l@'(
{ P1]F0fR
T value; Zs;c0T">
public : J-G)mvkv
assignment( const T & v) : value(v) {} ,6f6r
template < typename T2 > ;NAKU
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 9Uz2j$p7
} ; 1N{ >00
`r}a:w-
a^X% (@Sg
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 74(bo\
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment }s#4m
Dr(;A>?qG
P.=Dd"La
p]toDy-}
class holder JE@3 UXg
{ +(w9! 5?F
public : ;2MdvHhz1
template < typename T > Q&PEO%/D
assignment < T > operator = ( const T & t) const Y[m*
{ dDA&\BuS
return assignment < T > (t); %+;am Rb
} j.V7`x
} ; 46|LIc
}
3.=o }!
S3QX{5t\
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: "CFU$~
UD5hk
static holder _1; NjdDImz.;s
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 'g}Q@@b
A9Pq}3U
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Tv%
Z|%*
而不用手动写一个函数对象。 'k<~HQr
ZKB27D_vg>
O31.\ZR2
y>r^ MQ
四. 问题分析 N~(?g7
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。 $UdFm8&
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 =;?Maexp3$
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 UVsF !0
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 92*"3)
下面我们可以对这几个问题进行分析。 `YBHBTG'o!
7Fb!;W#X
五. 问题1:一致性 H~0B5Hl!F
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?| 5<oV>|*@{
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 h<!!r
A{DE7gp!
struct holder WxtB:7J
{ _M- PF$
// d#I; e
template < typename T > quq !Jswn
T & operator ()( const T & r) const edlsS}8^
{ }. V!|R,
return (T & )r; bHzH0v]:
} Y}r UVn
} ; 5&134!hC
h]o{>
|d9
这样的话assignment也必须相应改动: eTY(~J#'
[>:9#n
template < typename Left, typename Right > 5F1P|t#
class assignment [*Vo`WgbD
{ ^F|/\i
Left l; d{]2Q9g
Right r; v%E!
public : .wQM_RZJ
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} MQo/R,F }
template < typename T2 > 1?".R]<{2T
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } H4ancmy
} ; j[:Iu#VR
kAAD&t;w
同时,holder的operator=也需要改动: /f! ze|
WiF6*]oI
template < typename T > K5\;'.9M
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const _%PEv{H0.
{ H+VjY MvK
return assignment < holder, T > ( * this , t); -JXCO<~k
} l}9E0^AS
Q::_i"?c
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。 a]?o"{{+
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 S&Sa~Oq<o
p+xjYU4^C
return l(rhs) = r; OZ Hfd7K4A
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。 Uc]sWcR
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
9Cq"Szs
~s)
`y2Y
template < typename Tp > :qK^71gz
class constant_t Q;2n
{ [xl+/F7
const Tp t; _4X3g%nXl
public : B3@\Ua)
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} OF 1Qr bj
template < typename T > s.>;(RiJd
const Tp & operator ()( const T & r) const @-aMj
{ 3;wOA4ur
return t; T7ICXpe@
} 4So
,m0v
} ; <PpW.1w
:<R"Kk@
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 U
oG+du[
下面就可以修改holder的operator=了 Ab:+AC5{
H.!\j&4j
template < typename T > Jm]P,jaLc
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const nT/Azg
{ unAu8k^
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); fO 6Jug
} :lp
V
l]Q<BV
同时也要修改assignment的operator() '\/|K
bt0Q6v5
template < typename T2 > *n2le7
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } K]C@seF`
现在代码看起来就很一致了。 U6LENY+Ja
@wx
六. 问题2:链式操作 ,2Q5'!o
现在让我们来看看如何处理链式操作。 &4jc3_UKV
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。 ^y<8&ZFH
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。 pij%u<
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。 :a'[4w
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ,*d<hBGbh
Xx
e07J~
template < typename T > "|<U`3y6
struct result_1 @ACq:+/Qc
{ XywsjeI4
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; rtZEK:.#
} ; }MW+K&sIh
>A ?,[p`<
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: .[C@p`DZ
]T1\gv1~
template < typename T > T!Z).PA#
struct ref p{oc}dWin
{ #Mrc!pT]xy
typedef T & reference; s1%th"e
[
} ; i{4J$KT
template < typename T > {P!1VYs5
struct ref < T &> 4)NbQ[
{ gfly?)V nF
typedef T & reference; VrnZrQj<
} ; g&?{^4t]
'0
J*9
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: \<W/Z.}/
cE+Y#jB
template < typename T > H_d^Xk QZ
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const <7Ry"z6g;
{ D /bF
return l(t) = r(t); 4{CeV7
} [SU;U['7
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。 {YF(6wVl
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 -xL^UcG0
fHiS'R
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 ~UQXt r
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ,C}s8|@k
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 i>%A0.9
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ;2[o>73F
最后的布局是: \/F*JPhy
Add KuZZKh
/ \ G|.6%-
Divide 5 PM`iqn)@
/ \ PpezWo)9
_1 3 &.[I}KH|B
似乎一切都解决了?不。 x,LYfy"0
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。 "X \Yp_g
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。 t_w2J =2
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: +,T z +!
o^v]d7I8b
template < typename Right > 9Xh1i`.D
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const /B)`pF.n
Right & rt) const aW_Pv~
{ V@r V+s
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); sQBKzvFO3
} pMd!Jl#(N
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 r7-H`%.
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。 cy0j>-z
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。 (/KeGgkhv
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。 qW`DCZu
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。 SA%uGkm:e
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? ^j7>Ul,
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: &[P(}??Y\
Egmp8:nZl@
template < class Action > +h@ZnFp3
class picker : public Action /Xl(>^|&
{ 6'Q*SO;1gh
public : ,0f^>3&n>e
picker( const Action & act) : Action(act) {} h?p!uQ
// all the operator overloaded c!N#nt_<
} ; @]etW>F_
r-o+NV
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。 IO7cRg'-F
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: {9vMc
iLQ;`/j
template < typename Right > 2=7:6Fw
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const |f1RhB
{ Yf_/c*t\5
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); }kSP p
} 5E^P2Mlc
9SXpZ*Sx
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > !uP8powO
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。 ce:wF#Qs
$B`ETI9g-N
template < typename T > struct picker_maker EQ]>^VE2B
{ Q w)U
typedef picker < constant_t < T > > result;
?(M$r\\
} ; iy|;xBI,
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > mc4|@p*
{ 1BSn#Dnj
typedef picker < T > result; 5Gm8U"UR
} ; \+"Jg/)ij
+mN8uU~(kx
下面总的结构就有了: Z%JAX>v&B
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。 g){gF(
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。 `yh][gqVE~
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 eoJ*?v
至此链式操作完美实现。 <?h(Dchq
r`i.h ^2De
{4*5Z[
七. 问题3 =.l>Uw!
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。 f8-~&N/_R
=3PZGdWD
template < typename T1, typename T2 > 5a4i)I63o
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zXk^ugFy
{ )5fly%-r)
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); #<G:&
} 4#W*f3d[@:
!&5|:96o
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: *VaQ\]:d
2fXwJG'
template < typename T1, typename T2 > r@PVSH/
struct result_2 TN<"X :x9
{ }{mS"
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 8mt#S
} ; j+e
s
`JyI`@,!
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? S5r.so
这个差事就留给了holder自己。 k>~D
9*XT|B
ilZQ/hOBH
template < int Order > {asq[;]
class holder; PKd'lo
template <> X{ :3UTBR
class holder < 1 > ,;Uf>8~
{ Hs6Kki1
public : A@-U#UvN
template < typename T > dj}|EW4
struct result_1 UzW]kY[A<
{ =CO'LyG
typedef T & result; j%}9tM6[
} ; c4zGQoeH:
template < typename T1, typename T2 > olKM0K
struct result_2 )u0/s'
{ 4UND;I&
typedef T1 & result; [;UI8Stw
} ; 5BK3ix*L
template < typename T > Cxe(iwa.
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 1$^r@rP
{ /FjdcH=
return (T & )r; G-,0mo
} OLV3.~T
template < typename T1, typename T2 > >CwI(vXn
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const KOoV'YSC[(
{ 8idI Jm%y
return (T1 & )r1; @LSX@V
} u|k_OUTq
} ; Z$%!H7w
nzF2Waa-
template <> \f=kQbM
class holder < 2 > =5:S"WNj
{ 7 4&{GCL
public : "'/+}xM"5
template < typename T > ;|W:,a{kS
struct result_1 -$49l
{ s'OK])>`
typedef T & result; b$- g"F
} ; ='@k>Ka+
template < typename T1, typename T2 > JB=L{P J
struct result_2 )1$H7|
{ 4n1 g@A=y
typedef T2 & result; ?b93! Q1
} ; @Vy Ne(U
template < typename T > l}k'ZX 4
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const JY,oXA6O
{ FlY"OU*
return (T & )r; 2fNNdxdbT
} HrMbp
template < typename T1, typename T2 > EQX<<x"
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const [;o>q;75Jz
{ sbFIKq]
return (T2 & )r2; t~BWN
} vsQvJDna~
} ; l3/Cj^o4
}*O8]lG
@\M^Zuo
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 =k;X}/
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: OMd:#cWsQ
首先 assignment::operator(int, int)被调用: (+<66
TO
] mK{E~Zll
return l(i, j) = r(i, j); \Co
Z+
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) i6y=3k
e@S\7Ks
return ( int & )i; q8,,[R_
return ( int & )j; k~F,n
最后执行i = j; e2g`T{6M
可见,参数被正确的选择了。 [xQ.qZ[h&
9[lk=1.qN
pbIVj3-lY
&> R:oYN
B~J63Os/
八. 中期总结 @;KvUR/+FE
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: Dz/MIx
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 5 PP^w~n
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 8*|*@
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor <*P)"G
.ud&$-[a
xsN OjHk
9xE_Awlc85
D9hq$?
z4zPR?%:
九. 简化 JXR]G
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。 oq b(w+<
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 B}K<L\S
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: J,s:CBCGL
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 FMzG6nrdBN
+-*/&|^等 J aJ/|N
2. 返回引用。 $vn)(zn+
=,各种复合赋值等 ;ZMIYFXRqh
3. 返回固定类型。 P{Q$(rOe
各种逻辑/比较操作符(返回bool) *i!t&s
4. 原样返回。 Rm6i[y&
operator, oZdY0n h4
5. 返回解引用的类型。 (E~6fb"c
operator*(单目) ZS`Kj(D
6. 返回地址。 8o.|P8%
operator&(单目) =H}x
7. 下表访问返回类型。 c>Ri6=C
operator[] =Lnip<t>ja
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Fq%NY8KNE
operator<<和operator>> +8"P*z,
bQPO'S4
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。 (m=1yj9
例如针对第一条,我们实现一个policy类: E b CK9
A"R(?rQi=
template < typename Left > g1]bI$;
struct value_return P\QbMj1U
{ %;<g!Vw.k
template < typename T > <'BsQHI
struct result_1 .CNwuN\
{ aSgKh
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; vj]h[=:
} ; NgF"1E
}r;=<mc,O
template < typename T1, typename T2 > YN7`18u
struct result_2 g`tV^b")
{ "D
KrQ,L
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; LvZ',u}
} ; $@L2zl1
} ; `)MKCw$e
q!~DCv df
[$:L|V!{
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 8U7dd[
Lr=^0
下面我们来剥离functor中的operator() ~dP\0x0AB
首先operator里面的代码全是下面的形式: #B#xSmak
2uV5hSHYe
return l(t) op r(t) ]v?jfy
return l(t1, t2) op r(t1, t2) AS[j)x!
return op l(t) CC3M7|eO3
return op l(t1, t2) \+0l#t$
return l(t) op F[W0gjUc
return l(t1, t2) op z+CX$.Z
return l(t)[r(t)] <:mK&quf
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] <(yAat$H
Q("4R
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: '$J M2 u
单目: return f(l(t), r(t)); o02G:!gB
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 1'8-+?r
双目: return f(l(t)); mgM"u94-]
return f(l(t1, t2)); xO,;4uE
下面就是f的实现,以operator/为例 ]KG.-o30
h~z}NP
struct meta_divide X|QokAR{$>
{ .])X.7@x
template < typename T1, typename T2 > :VLYF$|
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Q/*|ADoq
{ 1+Ik\
return t1 / t2; VUz+_)
} FN (O
} ; -(ST
0"ooHP$1
这个工作可以让宏来做: Ww#!-,*]o
+Yc@<$4
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ wjgF e]
template < typename T1, typename T2 > \ Z)@[N
6\?
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; >ffC?5+
以后可以直接用 %Z,n3iND
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) fL]jk1.Xv-
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 rw0s$~'
(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。。。) BNFYUcVP
3f~znO
^\Q%VTM
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 %Nob B
7VWy1
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > |YfJ#Agm+
class unary_op : public Rettype ?1] \3nj
{ 3SPXJa\i
Left l; u]ps-R_$G
public : 5@I/+D
unary_op( const Left & l) : l(l) {} >g@@ yR,
sBqOcy
template < typename T > 2$A "{2G
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IR;3{o
{ q9a6s{,
return FuncType::execute(l(t)); ^D9w=f#a
} J(=y$8xje
4Mt RI
template < typename T1, typename T2 > R\/tKZJjb
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5j9%W18
{ GxC\Nj#
return FuncType::execute(l(t1, t2)); +kD JZ
} ~@[<y1g?nG
} ; Uty0mc(
R|wS*xd ,
,Z! I ^
同样还可以申明一个binary_op p1mAoVxR
h|lH`m^
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > YNKvR
class binary_op : public Rettype ,Ik~E&Ku2'
{ zG^$-L.n
Left l; P4|A\|t
Right r; &0J8ICd=
public : l7IF9b$c
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ,^eOwWV
*Ue#Sade
template < typename T > D*sL&Rt][Y
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .0;\cv4}
{ 'R42N3|F
return FuncType::execute(l(t), r(t)); ua_,c\iL
} "I{Lcn~!@
*Gj`1#Z$
template < typename T1, typename T2 > z92Xc
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4-$kcwA
{ NdXC8
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); d5R2J:dI
} @3FQMs4
} ; F"3'~6
:7(d6gEL
MfKru,LSh
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 r@wE?hK
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Xr88I^F;
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) HIfi18
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 +$/NTUOP
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! X\*H7;k,
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。。。 \]\ h,Y8
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 \nL@P6X
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) 'GO*6$/
下面是修改过的unary_op .SOCWznb
nB5^
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ~*Y/#kPY
class unary_op $v"CQD
{ d(|4 +^>
Left l; HW"5MZ8E
w]N;HlU
public : C]ax}P>BQ
:?i,!0#"
unary_op( const Left & l) : l(l) {} |I|,6*)xg
vVsaGW
template < typename T > y
S<&d#:"
struct result_1 qP=a:R-
{ 2|`Mb~E;
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; z:)*Aobwv
} ; I+jc
;CV'
template < typename T1, typename T2 > yHZ&5
struct result_2 ^?0?*
{ RL/5o"
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; q>6,g>I
} ; zW. Ltz
c^5fhmlt
template < typename T1, typename T2 > "39mhX2
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q2Uk0:M
{ :&E~~EUW
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); wGHVq
fm5
} i"E_nN"V
QPvWdjf#mM
template < typename T > U-{3HHA
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5D3&6DCH
{ E|6@h8#
return OpClass::execute(lt(t)); [:A">eYI
} l9H-N*Wx
jX t5.9 t
} ; H3Zt3l1u+
M,Lq4 bz
VHL[Y
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug iA'p!l|P
好啦,现在才真正完美了。 bPl'?3
现在在picker里面就可以这么添加了: YC*`n3D|'
jd`]]FAww
template < typename Right > 0-d&R@lX.
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const x3jjtjf
{
?9*[\m?-
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ZMK1V)ohn
} NpGz y`&b
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 |Y2n6gkH[
w7<4D,hk
/5\{(=0
W,nn,%
b}hQU~,E
十. bind V:g XP1P
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 oV~S4|9:
先来分析一下一段例子 eN m
Wul
B{V(g"dM
pT;xoe
int foo( int x, int y) { return x - y;} l@@qpaH
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 a]I~.$G
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 ~BXy)IB6
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。 ^4{{ +G)j
我们来写个简单的。 uU+?:C
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: a1v?{vu\E
对于函数对象类的版本: P;ZVv{mT
\Fu(IuD
template < typename Func > ;9uDV-"
struct functor_trait Ek '%%%
{ n." XiXsN
typedef typename Func::result_type result_type; RRGs:h@;
} ; *uF Iw}C/
对于无参数函数的版本: yJ8_<A
`O?j -zR
template < typename Ret > SFqq(K2u
struct functor_trait < Ret ( * )() > 1EliR uJ
{ 2j[;M-3
typedef Ret result_type; z,SNJIsx
} ; d ?,wEfwp
对于单参数函数的版本: \YH*x`
!\q'{x5C
template < typename Ret, typename V1 >
_+&/P&
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ?"p.Gy)
{ {\
BFWGX
typedef Ret result_type; {XLRrU!*
} ; H*&!$s.
对于双参数函数的版本: ,WS{O6O7
[iN\R+:
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > R!:F}*
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 9]a!1
{ V:1_k"zQ
typedef Ret result_type; u9ue>I/
} ; QV=|'
S
等等。。。 F'njtrO3
然后我们就可以仿照value_return写一个policy <!~NG3KW[>
t\-;n:p-
template < typename Func > ZV~9{E8
struct func_return x<) T,c5Y
{ q&: t$tSS
template < typename T > ezr'"1Ba}
struct result_1 *Di ;Gf@
{ }A7]bd
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %r:Uff@
} ; xx[l#+:c
EA<x$O
template < typename T1, typename T2 > bHmn0fZ9
struct result_2 ?"T *{8
{ $_
k:{?
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; R|!4klb
} ; j`k:)
} ; ;VPYWss
lD?]D&
zR }vw{
最后一个单参数binder就很容易写出来了 HJOoCf
@)3orH
template < typename Func, typename aPicker > Hr=?_Un"
class binder_1 w#RfD
{ .&n;S';"
Func fn; O29GPs
aPicker pk; r?=3TAA
public : ~> 5
\Oa11c`6
template < typename T > 8,?*eYNjb
struct result_1 e&F=w`F\
{ a O(&<
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; z6bIv}
} ; E>`gj~
m~vEandm
template < typename T1, typename T2 > J"yq)0
struct result_2 w:@W/e*9N
{ J8PZVeWx
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 8\e8$y3
} ; KvuM{UI5
*vIC9./
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} NpF)|Ppb{
JS0957K
template < typename T > 5Q@4@b{C
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const l =^ ^l`
{ MHAWnH8
return fn(pk(t)); ,:?=j80m
} ?
-`8w
_3
template < typename T1, typename T2 > r*W&SU9Z
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const p"=8{LrO
{ , @dhJ8/
return fn(pk(t1, t2)); #l-/!j
} 1_G5uHO
} ; >7nOR
(,2U?p
kDK0L3}nr]
一目了然不是么? Zi ;7.P qL
最后实现bind -Oc
n_46;lD
dmUa\1g#
template < typename Func, typename aPicker > Rln@9muXA
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) #=aT Sw X
{ P(Q}r7F~(
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ]ag^~8bG
@
} &cB+la\_
:A]CD(
2个以上参数的bind可以同理实现。 8WMGuv
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。 ueV,p?Wo
gatxvR7H
十一. phoenix wTPHc:2
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: %2EHYBQjN
`NARJ9M
for_each(v.begin(), v.end(), 3C(V<R?
( BZAF;j
do_ G;v3kGn
[ L s(l
cout << _1 << " , " DjQgF=;
] ^F`\B'8MF
.while_( -- _1), Q(ec>+oi
cout << var( " \n " ) `& }C*i"
) d m$iiRY
); 3pI)
geEETb}+y
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: pl5Q2zq%
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor WS1$cAD2N
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 hR%2[lBn!]
那么我们就照着这个思路来实现吧:
^U0)iz
Xo~kB)|,
p)w{}@%r
template < typename Cond, typename Actor > TrmrA$5f
class do_while so@wUxF
{ H"J>wIuGX
Cond cd; "IKbb7x
Actor act; 1n )&%r
public : Lt\=E8&rh
template < typename T > gaxxB]8
struct result_1 uEcK0>xp
{ rEG!A87Zz
typedef int result_type; UA}N
} ; pm k;5 d
`beU2N
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} D}A>`6W<