一. 什么是Lambda
h@D4~(r 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
fJC,ubP[5 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,
ARu^hz= I1H:h <cz~q=%v2& wB(
igPi class filler
l9.wMs*`X {
),6Z1 K1 public :
c$'UfW void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
*WgP+"h } ;
&WHEP dD 6A/|XwfE/v K~WwV8c9; 这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:
Z@8amT;Y /qL&)24 qQ6NxhQo
y6?Q5x9M for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
| T"{q \ca4X{x S["
&8Fy 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
i9)y| <s#}`R.#2 yK&)H+v q+o(`N'~G 二. 战前分析
MU&5&)m 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
_H8)O2mJ 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
+o/;bm*U<K O'-lBf+< Aq|LeH for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
<STjB,_s /* --------------------------------------------- */
CsR~qQ
5 vector < int *> vp( 10 );
XW Y0WDh: transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
^J~}KOH /* --------------------------------------------- */
7F'61}qL sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
*<#&ne8 /* --------------------------------------------- */
a}c(#ZLs int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
1
)j%]zd2 /* --------------------------------------------- */
r% '2a+}D for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
5#f&WL*U@ /* --------------------------------------------- */
D#m+w for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
D0k7)\puQ 8a)EL*LH` +-~;?wA 28BiuxVW 看了之后,我们可以思考一些问题:
($W9
? 1._1, _2是什么?
ccm <rZ7 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。
Ruk6+U 2._1 = 1是在做什么?
uR)@v^$FE 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
]-fZeyY$ 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`WfJ>{;Z y~S[0]y> s/To|9D 三. 动工
FJL9x,%6 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
Cm;N5i iy: ;g Y9w=[[1 m&A/IW,. template < typename T >
Y*Q(v class assignment
-I8% {
Z21XlbK T value;
a5)[?ol public :
&GD7ldck assignment( const T & v) : value(v) {}
"
^eq5?L template < typename T2 >
(x$k\H T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
X}usyO'pW } ;
7_Q86o xZhD6'Zzz 5^d%+*l;q 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
s_*eX N 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
&gEu%s^wR Vd1K{rH#
y?unI~4tC 7T2W%JT-, class holder
"+Qh,fTt {
#/jHnRrQ public :
q2<J`G(tZ template < typename T >
2.lnT{ assignment < T > operator = ( const T & t) const
F9+d7 Y$ {
O@=mN*<gg0 return assignment < T > (t);
X)&Z{ V> }
wRiP 5U, } ;
G#*!)#M < B6pz1P?e} Sl_zO?/PF 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:
B]qh22Yib YJ6vyG>%C static holder _1;
'
R@<4Ib| Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
*/+s^{W7 a"1$z`ln for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
s]&y\Z 而不用手动写一个函数对象。
%!$-N!e :<v$vER,& q9!#S D!sSe|sL^ 四. 问题分析
8|tm`r`*Az 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。
%8{_;-f 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。
OLR1/t`V 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
^#Y6
E 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
M!jW=^\ 下面我们可以对这几个问题进行分析。
)UdS(Bj =Fs LF 五. 问题1:一致性
P3
Evv]sB@ 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?|
Ni)#tz_9 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
Zn} )&Xt =!c+|X` struct holder
J-ZM1HoB {
gdZVc9_ //
g`6wj|@ =W template < typename T >
<Ztda ! T & operator ()( const T & r) const
eJA{]^Zf {
.5ycO return (T & )r;
&B85; }
ii2Z}qe } ;
$^XPk#$m $P@cS1sB 这样的话assignment也必须相应改动:
}2.}fHb2 3"hR:'ts template < typename Left, typename Right >
.#eXNyCe class assignment
hpyre B {
Sp )} Left l;
(qP$I:Q4]v Right r;
R
_Y&Y- public :
8WGM%n#q assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
:V2Q n-N template < typename T2 >
prs<ZxbQb T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
Q(IS= } ;
D6oby*_w _Kj. 同时,holder的operator=也需要改动:
W9Lg}[>:) V<pqc&f. template < typename T >
-Mvw'#(0 assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
~.lH) {
Z4-dF;7 return assignment < holder, T > ( * this , t);
DmrfD28j~F }
. R}y"O\ bLzuaNa' 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。
|K-lgrA 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
oMe]dK )l}wjKfgO return l(rhs) = r;
O*v+<|0!l 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。
I`kp5lGD2 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
mwCnP8:K e;'T?&t template < typename Tp >
T!A}ipqb class constant_t
v`w?QIB] {
L
_y|l5 const Tp t;
NETC{:j public :
L#
1vf constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
ko>_@]Jb template < typename T >
_fCHj$I*] const Tp & operator ()( const T & r) const
XXcf!~uO {
EXcj F return t;
xi\RUAW }
`VE&Obp[ } ;
` W>B8 4Z<l>! 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
\>`$x: 下面就可以修改holder的operator=了
F s\P/YX {:X];A$ template < typename T >
]e~^YZOs assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
TkoXzG8yE< {
*SMPHWH[c return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
F\rSYjMyk }
7YjucPH# [s{:}ZuKc 同时也要修改assignment的operator()
f4T0Y["QA %pkq ?9 template < typename T2 >
I?g__u=n~ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
@qy*R'+ 现在代码看起来就很一致了。
b[;3KmUB 'aP*++^ 六. 问题2:链式操作
I<K/d 现在让我们来看看如何处理链式操作。
`>EvT7u 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。
5 hadA>d 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。
Hk*cO;c 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。
}n%Rl\p 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
D>e\OfTR: l1Q+hz5"*U template < typename T >
Pq>[q?>? struct result_1
I 47GQho {
g
Pj0H&,. typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
hr6e 1Er } ;
(zDk68=v Su$ 1 t 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<|f:n dd7nO
:] template < typename T >
F'$S!K58 struct ref
4`P2FnJ? {
O)JUY*&I5 typedef T & reference;
EJ ~kZ3 } ;
,wi=!KzX template < typename T >
9PqgBq struct ref < T &>
.^IhH|U {
\u-e\w typedef T & reference;
PbHh?iH } ;
@H%=%ZwpO WTYFtZD[yH 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
|kNGpwpI ^r_lj$:+$ template < typename T >
LA`VqJ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
[ky6E*dV` {
![]I%'s return l(t) = r(t);
)c >B23D }
/+t[, 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。
E5BgQ5'
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
'b?.\Bm; y2$;t' 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
Cm;qDvj+u _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
)USC _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
YQ@6innT +5 调用divide的对象返回一个add对象。
L##8+OJ.L 最后的布局是:
pl,Z Add
lJzy)ne / \
^%%5 Divide 5
>-@ U_p / \
CCh8? sM _1 3
e_c;D2'F 似乎一切都解决了?不。
fTHun?Vn 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
YATdGLTeq 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
9N
D+w6" OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
2ZG1n# _| template < typename Right >
GP[r^Z assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
,;iBeqr5 Right & rt) const
@fH&(@ {
](=wlq) return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
4JZHjf0M6 }
AMD?LjY~ 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
Sj{ia2AE_ XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
rt^45~ 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
{rvbo1t 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
t0J5v ; 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
VHT@s7u0" 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
/uE^H%9h 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
[)SR$/A 2>}\XKF). template < class Action >
xOL)Pjo/m class picker : public Action
8q?;Hg {
x]R(twi public :
T6I%FXm} picker( const Action & act) : Action(act) {}
4,U}Am1Q // all the operator overloaded
6Z7pztk } ;
N~$Zeq=
~kYqGH Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
ytve1<.Ff 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
3K#mF7)a 5':Gu}Vq template < typename Right >
hyOm9WU picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
.i+* #djx {
;sChxQ=.^ return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
SCurO9RN }
!/nx=vgp Itr7lv'5xx Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
e*P=2*]M 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
A} -&C \POnsM)+l template < typename T > struct picker_maker
\|~?x#aA {
%Nm @f' typedef picker < constant_t < T > > result;
+qdIj] v } ;
N2tkCkl^x9 template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
Y%/ YFO2vb {
3u4*ofjE5 typedef picker < T > result;
~y)bYG!G } ;
{M@@)27gW 9si}WqAw 下面总的结构就有了:
^RV functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。
_3.G\/>[K picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。
W{A
#]r l picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
w<Yv`$-` 至此链式操作完美实现。
CzSZ>E$%U W`N} W]O@DS zR 七. 问题3
-MrtliepW* 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
Eq=wdI 7 DY WdDX template < typename T1, typename T2 >
/bmXDDYH4 ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
feI./E {
Q54r?|'V return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
5 o#<`_=J }
{Z#e{~m# >I4p9y(u 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
|.(CIu~b 4bi NGl~ template < typename T1, typename T2 >
zj>aaY struct result_2
q]eFd6
{
[0&'cu> typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
M@~~f
} ;
Dn_"B0$lk 2~!R*i 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?
R<;OEN 这个差事就留给了holder自己。
ufw3H9F(O 2e9jo,i Zk=*7?!! template < int Order >
<)O>MI'
4 class holder;
C,A!tj7@ template <>
&|.hkR2k class holder < 1 >
:reP} Da7q {
3`A>j" public :
|(V?,^b^ro template < typename T >
pWs\.::B struct result_1
+Qh[sGDdY {
F$Im9T6 typedef T & result;
D XV@DQ } ;
7}4'dW. template < typename T1, typename T2 >
7G5y)Qb struct result_2
, 3X: ) {
TN35CaSmq typedef T1 & result;
ZfPd0 p } ;
jt{9e:2% template < typename T >
oW1"%i% typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
~x|aoozL {
~:>AR` 9G return (T & )r;
L[?nST18% }
Kt
W6AZJ template < typename T1, typename T2 >
{p`mfEE( typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
q,B3ru.?d {
e>l,(ql return (T1 & )r1;
FR
x6c }
E *F*nd]K } ;
9>by~4An? A4G,}r *n template <>
(CdJ;-@D class holder < 2 >
`)R?nVb {
AF^T~?t public :
RU2c*q$^X template < typename T >
xvU]jl6d struct result_1
d0(Cn}m"c {
mxQR4"]jY typedef T & result;
c$0_R;4/ } ;
P+<BOG|m template < typename T1, typename T2 >
^P`NMSw struct result_2
wV\%R,bZj {
egm)a
typedef T2 & result;
P|e`^Frxt } ;
pDu{e>S|: template < typename T >
*q0`})IQ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
qmZ2d!)o {
\6sqyWI
% return (T & )r;
zZ%DtxUoU. }
}A]BpSEP template < typename T1, typename T2 >
,c>N}*6h=W typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
`Da+75 f6v {
'\`6ot8 return (T2 & )r2;
EYL]TeS }
3{"byfO#% } ;
IU@_)I+6 ?d$"[lKX E\0X`QeY 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> >。
?O??cjiA@ 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
nH@(Y&S 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
m0|K#^ ?^ZXU0IkP return l(i, j) = r(i, j);
jM~Bu.7 i6 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
x?"#gK`3; nnNv0?>d( return ( int & )i;
V!4a*,Pz return ( int & )j;
l&Z
Sm 最后执行i = j;
=SAV| 可见,参数被正确的选择了。
dpwD8Q<
U !@G)$g=< }j46L1T #'@ilk/. P z ?m>># 八. 中期总结
38~PWKt 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
%}q.cV 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
@6 /yu>% 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
xCWz\-; 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
A\z`c
e! {Oj7 -gS"pE^1 jin db#)bz igD G}q3jG `>6T& 九. 简化
a2`%ghW3 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
]H ~Y7\N-v 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
r}_lxr 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
DG(%-w8p" 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
/.R<,/gj
+-*/&|^等
X\Y}oa."A 2. 返回引用。
F8<"AI =,各种复合赋值等
G2`${aMS 3. 返回固定类型。
hQRL,? 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
vE%s,E, 4. 原样返回。
~6`iY@) operator,
3e% nA8? 5. 返回解引用的类型。
FJeiY#us operator*(单目)
gAt~?HvW6 6. 返回地址。
h}Rx_d operator&(单目)
i?>tgmu. 7. 下表访问返回类型。
0:"2MSf> operator[]
?cKZ_c 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
VWx]1\ operator<<和operator>>
%MZP)k,&U `
#OSl 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。
Xc*U+M>U 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
%'bJ: VfSj E.| template < typename Left >
|a-fE]{7 struct value_return
6)qp*P$L {
rh!;|xB|+ template < typename T >
7"4z+w struct result_1
-)v@jlg02 {
d(-EcY>? typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
\OQkZ.cU; } ;
Apj; H4:&%"j7 template < typename T1, typename T2 >
?>$l struct result_2
N\NyXh$ {
aJhxc<"e typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
7I9aG.; } ;
^{F_a } ;
aI3CNeav _{4^|{>Pv e(?]SU| 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
=2Cj,[$ :>+\17tx 下面我们来剥离functor中的operator()
29&bbfU 首先operator里面的代码全是下面的形式:
iafE5b) ]y#3@ return l(t) op r(t)
\]uV!)V5B return l(t1, t2) op r(t1, t2)
V`kMCE;?l return op l(t)
-]srp;=i return op l(t1, t2)
u0QzLi, return l(t) op
:nA.j"@ return l(t1, t2) op
cA)[XpQ:+W return l(t)[r(t)]
TP%+.#Fu return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
.fAv*pUzU M}O}:1Par 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:
wSEWwU[ 单目: return f(l(t), r(t));
0hY{<^"Y return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
v6GPS1:a 双目: return f(l(t));
i#/]KsSp return f(l(t1, t2));
W3H+.E 下面就是f的实现,以operator/为例
HCWNo Y}s@WJ struct meta_divide
{pL+2%`~ {
%}-?bHB1c template < typename T1, typename T2 >
>R\lqLILb, static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
l+*&:Q/ {
cxIk<&i~( return t1 / t2;
a5YIUVCv }
424(3-/v; } ;
/,@p\Ae5 piy`zc-yu 这个工作可以让宏来做:
q%Yn;g|_ Djq!P #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
3^?ZG^V template < typename T1, typename T2 > \
30>3 !Xqa static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
*`_{ 以后可以直接用
r [ : DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
n/~A`%E@ 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
zCv"]% (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。。。)
bi[IqU!9 C;+h.;}<D ?e[lr>- 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
4_A0rveP A@hppaP! template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
U8.7>ENnP& class unary_op : public Rettype
_>+8og/%@ {
]hos+;4p Left l;
`h:34RC; public :
":a\z(*t unary_op( const Left & l) : l(l) {}
U*3J+Y YNwp/Y template < typename T >
km~Ll typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
br-]fE.be {
AN!s{7V3 return FuncType::execute(l(t));
:cB=SYcC% }
oVFnlA ;oZ)Wt template < typename T1, typename T2 >
R;,g1m|] typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
>/[GTqi {
ApBWuXp|u return FuncType::execute(l(t1, t2));
F8-?dp f' }
-Eu6U`"( } ;
2c6g>? #Cpd9| @+3kb.P%7 同样还可以申明一个binary_op
.p0Clr!
HY)-/ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
v~QHMg class binary_op : public Rettype
HK`I\,K {
ZKHG !`X0 Left l;
pRkP~ZISU Right r;
)nL`H^ public :
svxw^0~a binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
Mmpfto%i _XCOSomL` template < typename T >
>
pI;%' typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
hxQqa 0B {
y@0E[/O return FuncType::execute(l(t), r(t));
BauU{:Sh }
!*RqCS, DL$@?.?I template < typename T1, typename T2 >
:#@ = B] typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
7}M2bH} \K {
O
T.*pk+<) return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
X}+>!%W!} }
;)N>t\v } ;
wF(( jv&*uYm lOtDqb& 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
0lhVqy}:}o 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
R(q~ -3~ DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
&=VDASEu 那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。
^R:cd8+?% 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
"[y-+)WTG 如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。
g+J-Zg6 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
(sh)TBb5 这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)
?@E!u|]K 下面是修改过的unary_op
E?_Z`*h PLK3v4kVM! template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
dqN5]Sb2B class unary_op
]]zPq<b2 {
;q*e=[_DF Left l;
tQS5hwm* c%MW\qx public :
l1f\=G?tmU O)[1x4U unary_op( const Left & l) : l(l) {}
vM5k_D 6I%5Q4Ll template < typename T >
y3fGWa*7e struct result_1
U&?v:&c#&n {
w@{= nD4p typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
'FDef#P< } ;
=weSyZ1~ -3Hy*1A. template < typename T1, typename T2 >
Mnscb struct result_2
zG(\+4GE! {
2nR[Xh?L typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
:Of^xj>A } ;
YJ\Xj56gv /Njd[=B template < typename T1, typename T2 >
0tXS3+@n= typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
' ~8KSF*!p {
0N$v"uX@ return OpClass::execute(lt(t1, t2));
9b9$GyI }
ME*LHr, zzX_q(:S template < typename T >
b45-:mi! typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
~{jcH {
"hsb8- return OpClass::execute(lt(t));
<i&_ooX }
~vyf4TF<# [5SD_dN } ;
>Z'NXha / G7vwC B!?%O 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
d>mo~ 好啦,现在才真正完美了。
* -8&[D0 现在在picker里面就可以这么添加了:
Sy0$z39 9po3m]|zy template < typename Right >
. QBF`Rz picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
#T'{ n1AI {
++`0rY% return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
=,6z4" ) }
y~U #veY 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。
sM `DL x8V('` }j $xPaYf H"
3fT 0 NgP&.39U 十. bind
2QyV%wz 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
Q o{/@ 先来分析一下一段例子
M 0U0;QJ vVFy*#I#_[ +l<5#pazx int foo( int x, int y) { return x - y;}
V<T9&8l+: bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
<h:x= bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
P&*2pX: 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
@emK1iwm 我们来写个简单的。
Ezd_`_@R 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
J;8IY= 对于函数对象类的版本:
,)Znb= Y,^@P template < typename Func >
).`1+b struct functor_trait
jK& h~) {
fof TP1 typedef typename Func::result_type result_type;
d,B:kE0Y } ;
sN9&,&W1 对于无参数函数的版本:
BHU6t<G
KUlp"{a`,K template < typename Ret >
3sy (vC struct functor_trait < Ret ( * )() >
;;6uw\6
O {
!Fd~~v typedef Ret result_type;
RAgg:3^ } ;
s@K4u^$A 对于单参数函数的版本:
.$+#1- 61k"p2?+ template < typename Ret, typename V1 >
}HFN3cq;C struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
'h|DO/X~L {
P2#XKG typedef Ret result_type;
|B.Y6L6l } ;
P-y jN 对于双参数函数的版本:
<7/R,\Wg~ 7QiIiWqIWC template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
\/zq7j struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
YIQ
4t {
N"Zt47( typedef Ret result_type;
0" } ;
$_"'&zQ' 等等。。。
7q?,
? 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
3Q.#c,`jV PNgY>=Y template < typename Func >
P}n_IV*@ struct func_return
-#u=\8 {
%)zodf template < typename T >
r!_-"~`7E struct result_1
w0rRSD4S8B {
`ZYoA
t]C~ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
V5V
bJBpf } ;
/Kql>$I gY/"cq template < typename T1, typename T2 >
{Aw#?#GPW struct result_2
iT3BF"ZqBO {
/R]U}o^/(% typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
tdBm
(CsN } ;
! >(7+B3E* } ;
GfoLae [8 ]z|bM @\0ez<.p} 最后一个单参数binder就很容易写出来了
bnf'4PAt /?5 1D@ template < typename Func, typename aPicker >
IA8f*]? class binder_1
U)fc*s {
Rr&h!YMb Func fn;
JjtNP)We aPicker pk;
yVU^M?`# public :
:}'=`wa #A1%gIw<v2 template < typename T >
9-&Ttbb4)0 struct result_1
sJL&:!}V> {
^oBtfN>4 typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
EN<F# Y3E } ;
JVvs-bK5 AVlhNIr template < typename T1, typename T2 >
4VJ-,Z struct result_2
D=j-!{zB {
BKCA< typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
I0D(F
i } ;
eI$oLl@ _mqL8ho binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
)B"jF>9)[ ]sf7{lVT template < typename T >
Q{s H3Y#l typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
7Wf/$vRab {
4[m`# return fn(pk(t));
\ub7`01 }
V\ZG d+? template < typename T1, typename T2 >
UOv+T8f= typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
k9sh @ENy {
vYwYQG return fn(pk(t1, t2));
%KCyb }
F~R;n_IJ } ;
hgYZOwQ :3v}kLO7| ^S4d:-.3 一目了然不是么?
b[r8e 最后实现bind
PCHu#5j_a DU0zez I9 g0xuxK;9c template < typename Func, typename aPicker >
"h{q#~s picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
kj#?whK6~ {
v|XTr,# return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
]l_\71 }
%".HaI] [L3=x;U 2个以上参数的bind可以同理实现。
hci6P>h<ia 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。
s 1A.+ N({MPO9 十一. phoenix
fx41,0;gZq Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
b z`+ k,* B nFwlw for_each(v.begin(), v.end(),
dP9qSwTa (
b6c Bg do_
N]>=p.#j [
zGb|) A~, cout << _1 << " , "
F+YZE[h% ]
f',Op1o .while_( -- _1),
\j@OZ cout << var( " \n " )
1!xQ=DU" )
,Xu-@br{ );
xgwY@'GN b1(T4w6 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:
(yH'{6g\ 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
[^WC lRF operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
Fco`^kql.D 那么我们就照着这个思路来实现吧:
{{$Nqn,pH %0S3V[4I 7x"R3 template < typename Cond, typename Actor >
+SP{hHa^ class do_while
nHM~ {
:(/~:^! Cond cd;
LdYB7T,
Actor act;
[>jbhV' public :
pR*VdC _mY template < typename T >
K^
vIUZ> struct result_1
Kf bb)? {
u(z$fG:g typedef int result_type;
g#"zQv ON } ;
C8J[Up {c6=<Kv do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
`!obGMTQ< }s7$7 template < typename T >
zIqU,n|]s typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
}z eO]"` {
y_*
!6Xr do
P{8iJ`rBG {
Y>dF5&(kb act(t);
/K+r?
]kf }
-RE^tW*Yy while (cd(t));
3atBX5 return 0 ;
{ }:#G }
1h^:[[!c } ;
m]'#t)B_m "IZa!eUW 0pZ4BZdT| 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
{j{u6i 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
8o3E0k1 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
xsIY7Ss U 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
J4k=A7^N 下面就是产生这个functor的类:
2":pE U{E Q1U\D u}#(.)a: template < typename Actor >
1vS#K=sb class do_while_actor
Ow+GS{-q {
LD+{o 4i
Actor act;
216 RiSr* public :
TJ2=m9Z do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
k9<;woOBO 'F/~o1\. template < typename Cond >
+KF^Z$I picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
Q7HRzA^- } ;
Sgeh %f i[O& )N,c `fA@hK
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
^7w+l @ 最后,是那个do_
`{f}3bO7C zG }@0 ?qmRbDI class do_while_invoker
5[8xV%>; {
Lz
|?ek7Q public :
1XrO~W\= template < typename Actor >
e2AX0( do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
5Y.)("1f}f {
4R#chQ return do_while_actor < Actor > (act);
?fQ'^agq }
D@,6M#SK } do_;
BnX0G1|# S4Pxc
]! 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
(9tX5$e6N 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
EGGWrl}1 最后来说说怎么处理break和continue
~IY% 显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。
j5(Z_dm' 具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]