一. 什么是Lambda V&[eSVY?
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 U CRAw3=
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, .T$D^?G!D
13a(FG
(a }J$:
vbp-`M(
class filler ;v_V+t<$
{ PrSkHxm
public : l E^*t`+
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 5V @&o`!=h
} ; s}ADk-7
JKy#j g:#
xGRT"U(
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: $KX[Zu%
~@Kf2dHes
sofu
!)c=1EX]"
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); J &{xP8uq_
Pz@/|&]
<uD qYT$6
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 bxwkTKr'
s4$X
/.$L"u
^PqMi:htc
二. 战前分析 iCrxV{
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 #6W,6(#^#
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 nU/;2=f<
O!^; mhy"
0^#DNq*NQ
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); .GCR!V
/* --------------------------------------------- */ P+Z\3re
vector < int *> vp( 10 ); JMlV@t7y<
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); n3ZAF'
/* --------------------------------------------- */ cJ/]+|PQ
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); k)":v3^
/* --------------------------------------------- */ }1U*A#aN7K
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); V"#Jk!k9k
/* --------------------------------------------- */ Au5rR>W
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 6peyh_
/* --------------------------------------------- */ ZJ(rG((!
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); os$nL'sq
QaQ'OrP
(Z-l/)Q
'7tBvVO_
看了之后,我们可以思考一些问题: 4 x,hj
1._1, _2是什么? %l7fR}
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。 =yqHC<8:
2._1 = 1是在做什么? ;S JF%@x
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。 vT7g<
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。 _]|Qec)
<9ifPSvJ
B4yh3cf
三. 动工 )X5(#E
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: EGS%C%>l/o
= .`jjDJ
</s,pe79B
v <Hb-~
template < typename T > >"("*3AO
class assignment w`gyE
6A
{ \[#t<dD
T value; G{RTH_p
public : vPmnN^
assignment( const T & v) : value(v) {} Yc`<S
template < typename T2 > _k2w(ew?
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } f=aIXhiYU
} ; 8_xLl2
S~3\3qt$
ZHkw6@|
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ;&f1vi4
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ^od<JD4
6D/ '`
Hk;-5A|9
zn)yFnB!TH
class holder Y~qb;N\
{ \VN=Ef\E
public : &q>zR6jne
template < typename T > |LmSWy*7
assignment < T > operator = ( const T & t) const ^8K/xo-
{ H+l,)Se
return assignment < T > (t); t;47(U
} #C*&R>IvY
} ; ]ii+S"U3
S%l:kKD
R1%y]]*-P
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: >ttuum12w
Acu@[I^
static holder _1; yn~P{}68
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 1`-r#-MGG
u^4h&fL
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); mX\
;oV!
而不用手动写一个函数对象。 B9M>e'H%<
nPA@h
N:W9},
>eS$
四. 问题分析 ZK!A#Jm{
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。 T20VX 8gX
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。 7SS07$B
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ^}>/n. %
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 zY%. Rq-
下面我们可以对这几个问题进行分析。 #jS[
3M<!?%v\A
五. 问题1:一致性 ~V+l_:
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Z'M`}3O
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 5 DFZ^~
#Ufo)\x
struct holder 213\ehhG<
{ fgCT!s7z
// `\b+[Nes
template < typename T > {THqz$KN
T & operator ()( const T & r) const |y1;&<
{ Vb)zZ^va+
return (T & )r; : F9|&q-W,
} 6 bO;&
} ; !'W- 6f
CL3xg)x6
这样的话assignment也必须相应改动: ;p Z[|
C1fyV]
template < typename Left, typename Right > edpW8eND
class assignment g>0vm2|
{ c K <)$*
Left l; P))^vUt~
Right r; u#jC#u^M
public : &u8z5pls8
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} OJ,m1{9$}
template < typename T2 > wahZK~,EaY
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } rFu ez$
} ; K=\&+at1
Ijedo/
同时,holder的operator=也需要改动: 8^ #mvHah
j_Nm87i]
template < typename T > n1J]p#nCa.
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const `X8@/wf#
{ fRHKQ(a#
return assignment < holder, T > ( * this , t); tXq)nfGe{
} ! OE*z $\
IXq(jhm8bL
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。 xsP4\C>
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 &/WAZs$2n
]gP5f @`
return l(rhs) = r; %ROwr[Dj=
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 e!X(yJI[O6
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: {fz$Z!8-
`W5-.Tv
template < typename Tp > h;M3yTM-
class constant_t IeTdN_8
{ jw>hk
const Tp t; jk70u[\
public : r9@AT(
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} E*CcV;
template < typename T > ]U_ec*a
const Tp & operator ()( const T & r) const TFH&(_b
{ 4gZ&^y'
return t; <z0WLw0'z
} q7Es$zjX
} ; AW8'RfC.
p/olCmHD)
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 <kc#thL
下面就可以修改holder的operator=了 =G${[V\
.SS<MDcqIt
template < typename T > \b8\Ug~t
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const .i/m
{ ht6244:
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); A lwtmDa
} -9+se
f8n
V=AQ
同时也要修改assignment的operator() {IM! Wb
}Dfwm)]Q
template < typename T2 > <hvRP!~<)
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 1>pe&n/
现在代码看起来就很一致了。 J;QUPpHZ
$G!R,eQ
六. 问题2:链式操作 I:=dG[\h2
现在让我们来看看如何处理链式操作。 sYn[uPefj
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 Vxdp|
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 82:Wvp6
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 x` /)g(
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct :tj-gDa\Y
Qn+:/zA;
template < typename T > b2)\
MNH
struct result_1 7P**:b
{ <$i4?)f(
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; < bUe/m
} ; j^SZnMQf
r<R4
1Fz
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: SF<Vds}A2
f =s&n}
template < typename T > Mr3-q
struct ref l-)Bivoi
{ Q*ju
sm
typedef T & reference; _8fA?q=
} ; JK)qZ=
template < typename T > 46x.i;b7
struct ref < T &> U
?b".hJ2
{ (q;bg1\UK
typedef T & reference; 6|;Uq'
} ; }nrXxfu
$yb@
Hhx>
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: !xK=#pa
/@Y CA}|/
template < typename T > J"CJYuGW,
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const <"tDAx
{ x]4Kkpqm
return l(t) = r(t); Gi?_ujZR
} eN>0wd5{L
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 p,!$/Q+l
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 {{{#?~3$7
\:_3i\2p
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 4^Rd{'mt
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 1{PG>W
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 nHst/5dA
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 < n?=|g
最后的布局是: l54
m22pfv
Add ZI13
/ \ 6NLW(?]
Divide 5 M {a
#
/ \ Le#spvV3J|
_1 3 {6,|IGAq
V
似乎一切都解决了?不。 LR&_2e^[
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。 m5c&&v6%"b
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。 pbBoy+.>
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: {|<"C?
/b[2lTC-e
template < typename Right > lP_db&
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const 7 &%^>PU7
Right & rt) const Te-Amu
{ uofr8oL~
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); TwahR:T
} D d $qQ
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 )N!>=
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 zF&=U`v
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 N|Cs=-+
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 |%7cdMC
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 `:|@Zln
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? <M+R\SH-
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: CboLH0Fa
!!,0'c
template < class Action > )b4$A:
class picker : public Action grom\
{ :1wrVU-?h
public : >s EjR!
picker( const Action & act) : Action(act) {} ql{_%x?
// all the operator overloaded .qD@
Y3-
} ; p3x?[Ww
yi6N-7
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。 Ol@_(U
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: E5GJi
ZCui Fm
template < typename Right > DDd/DAkCX
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const x?,9_va]
{ Lc2QXeo8
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); q!lP"J
} P,xwSvO#M
&Z^(y}jPr
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 9^ed-h
Bf
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。 KG9t3<-`
G=/k>@Di
template < typename T > struct picker_maker
gwB\<rzG
{ msx-O=4g
typedef picker < constant_t < T > > result; yW7'?
} ; l|`^*%W@u6
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > Snw3`|Y~<
{ 2.I^Xf2
typedef picker < T > result; &9[P-w;7u
} ; n D6G
PX
O!t]*
下面总的结构就有了: >t+
qe/
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。 ^>c8t_RG
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。 @tT-JwU
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 hsNWqk qys
至此链式操作完美实现。 J ++v@4Z
Qst$S} n
oF:v
JDSS
七. 问题3 |`O5Xs1{B
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 _F(P*[[&
Nn6S
8kc
template < typename T1, typename T2 > H=c`&N7E
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;O#g"8
{ NTs7KSgZ
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); vp)Vb^K>
} v4vf}.L]
p.JXSn
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Z=z%$l
u dk.zk
template < typename T1, typename T2 > :<S<f%
struct result_2 sH#X0fG
{ _=f=f cl
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; : 3ZYJW1
} ; b'p4wE>
DT(d@upH
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? }^ FulsC
这个差事就留给了holder自己。 l$Gl'R>>*
UmU:j@xvg
@E9" Zv-$
template < int Order > PO-"M)M
class holder; Tbbz'b;{
template <> B|=|.qp$)
class holder < 1 > U]6&b
{ zd%rs~*c
public : P.\nLE J=
template < typename T > P7 y q^|
struct result_1 'o4p#`R:8
{ )q~DTR^z-
typedef T & result; <E,%@
} ; k%'m *T f
template < typename T1, typename T2 > sp9W?IJ 6c
struct result_2
u_O# @eOc
{ GC@+V|u
typedef T1 & result; i?@M
} ; U7$WiPTNL9
template < typename T > F3U` ueP
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 0?Q_@Y
{ -b;|q.!
return (T & )r; _
Y2
U7W
} `u'bRp
template < typename T1, typename T2 > AC%JC+
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const G 7LIdn=
{ Q\Kx"Y3i
return (T1 & )r1; \fWW'
} 'cZN{ZMWG
} ; TYns~X_PR
"h"NW[R
template <> L5fuM]G`
class holder < 2 > kyw/LE3$-
{ TbVn6V'
public : < B g8,;
template < typename T > .3qu9eP
struct result_1 .N m su+s
{ is^pgKX
typedef T & result; b-5y9 K
} ; zDOKShG
template < typename T1, typename T2 > \6I+K"
struct result_2 %b2oiKSBx?
{ r{?TaiK
typedef T2 & result; ?
zDa=7 J
} ; ! ]`
#JAL7
template < typename T > <PN"oa#
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const +_l^ #?o,
{ 9nSWE W
return (T & )r; wBk@F5\<
} }YhtUWz].
template < typename T1, typename T2 > C(T;>if0NH
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const C#pZw[
{ >ezi3Zx^
return (T2 & )r2; 5II(mSg8
} 2;3f=$3
} ; =}!Mf'
#uCB)n&.
o(kM9G|
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 arK_oh0B
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: {No L
首先 assignment::operator(int, int)被调用: a`Qot
d@C&+#QDF
return l(i, j) = r(i, j); qO1tj'U<
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) m^~ S
vxQ8t!-u
return ( int & )i; ~p0c3*
return ( int & )j; una%[jTc
最后执行i = j; nKr9#JebRC
可见,参数被正确的选择了。 _6@hTen`
UaG1c%7?X
3riw1r;Q
UYP9c}_,4
@F*wg
八. 中期总结 fl\aqtF
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: J8a*s`ik
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 'J)2g"T@
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 =:,xxqy
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor e-hjC6Q U
![6EUMx
q=Zr>I;(Ks
mog[pu:!,
2S3lsp5!
>O9o,o/6R
九. 简化 d5 Edu44
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 lK'Rn~
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 h0vob_Fdl
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: &QX`NO6
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 e?0q9W
+-*/&|^等 L)QE`24
2. 返回引用。 S8Fmy1#
=,各种复合赋值等 {Rq1HH
3. 返回固定类型。 ~ I}9;XT
各种逻辑/比较操作符(返回bool) ?|{XZQ~
4. 原样返回。 3oZ=k]\
operator, '|>9C^E9X
5. 返回解引用的类型。 uQb!= ]
operator*(单目) tirIgZ
6. 返回地址。 r\6"5cQ=
operator&(单目) abNV4 ,M
7. 下表访问返回类型。 98jN)Nl,oD
operator[] xda;
K~w
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 qB]i6*
operator<<和operator>> /.Nov
,tH5e&=U01
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 6(|d|Si *c
例如针对第一条,我们实现一个policy类: RPnRVJ&"Z
Mp$@`8X`
template < typename Left > `p kMN
struct value_return _M[,!{ C
{ s^OO^%b
template < typename T > n(nBRCG)o
struct result_1 Y<"7x#AB!
{ cV{%^0?D
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 5v)(8|.M
} ; %%ae^*[!n
:1q4"tv|
template < typename T1, typename T2 > q-ES6R
struct result_2 W,@
If}
{ |tzg:T;
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; -tsDMji~V
} ; ;!<
Znw
} ; e,_-Je
S\6[EQ65
nn b8Gcr
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait >gKh
fEE
/-}d
下面我们来剥离functor中的operator() Z+`{ 7G?4m
首先operator里面的代码全是下面的形式: ZI;<7tF_z
hd V1nS$
return l(t) op r(t) tGdf/aTjy
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ;< )~Y-
return op l(t) oY~ Dg
return op l(t1, t2) Q zZ;Ob]'
return l(t) op Z4$cyL'$P
return l(t1, t2) op [
=x s4=
return l(t)[r(t)] Rv,JU6>i
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] t&Os;x?To?
/y7M lU9
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: 9mc!bj^811
单目: return f(l(t), r(t)); W>(/ bX
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ./j,Z$|
双目: return f(l(t)); |wEN`#.;b
return f(l(t1, t2)); o'~5pS(wq
下面就是f的实现,以operator/为例 -V"22sR]
K
]OK:hY4
struct meta_divide Uawpfgc}
{ "N:XzG
template < typename T1, typename T2 > l JP1XzN_
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 8 #X5K
{ \k`n[{
return t1 / t2; (C]
SH\
} l&VjUPz_
} ; GsbAlNP
y|&}.~U[
这个工作可以让宏来做: Mr--4D0Hk
pu!d qF<
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ e7fiGl
template < typename T1, typename T2 > \ 'evj,zFhW
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; H+}"q$
以后可以直接用 @UBjq%z
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) wfL-oi'5
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 8E&XbqP+
(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。。。) rdnno
U`Jy!x2m
.O*bILU
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?x5#
Ed0I WPx
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 9jp:k><\(c
class unary_op : public Rettype ?T_3n:
{ E+"dqSI/v
Left l; *?+V65~dW
public : Giq=*D+
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 5WqXo{S
O?8Ni=]
template < typename T > Nfe>3uQK
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $I#q
{ b 6t}{_7
return FuncType::execute(l(t)); DcMJ^=r8O:
} ]`g<w#
rPc7(,o*
template < typename T1, typename T2 > w#JJXXQI
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M'`;{^<
{ -S,ln
return FuncType::execute(l(t1, t2)); Zn,>]X
} <X TU8G
} ; %;D+k
k *R<,
3ZTE<zRQ
同样还可以申明一个binary_op ]J9cVp
T&T/C@z'R
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > FVv8--
class binary_op : public Rettype P^MOx4
{ ~.PO[hC
Left l; .0 u/|Yx
Right r; 2M)]!lYy
public : b,P ]9$Ut
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ~`>e5OgOJ
/2{5;
template < typename T > .yT8NTu~0j
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const mD:IO
{ z3t~}aL
return FuncType::execute(l(t), r(t)); T{]~07N?
} [md u!!*
]maYUKqv}'
template < typename T1, typename T2 > 5#3W5z
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
I~,G
{ Vh3Ijn
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); &Gm$:T'~
} 0Iud$Lu
} ; ?::NO Dg
w(L>#?
^1:U'jIXO
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 3:"]Rn([P
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 c/L>>t
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) =H0vE7 {*
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#;+
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! e@@?AB$n(
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 A392=:N+Q
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 nI*/Mhx
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) FZd.L6q
下面是修改过的unary_op Sj'ht=
O_$dI*RK
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > , "jbq~
class unary_op pqvOJ#?Q}=
{ gIR^)m
Left l; yix'rA -T
:"6q,W
public : Nf+b"&Zh`
$d+DDm1o
unary_op( const Left & l) : l(l) {} j9qREf9)
It_M@
template < typename T > @=w<B4L
struct result_1 `=#01YX[0
{ a m-b!l!q^
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 53 QfTP
} ; 2:}fe}
QQk{\PV
template < typename T1, typename T2 > U(&oj e
struct result_2 y#Ht{)C
{ K\[!SXg@
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; y AF+bCXo
} ; ~5ZvOX6L2
zJa)* N
template < typename T1, typename T2 > "Th$#3
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const , xx6$uZ
{ ?%Rw(E
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ZaFb*XRgS
} s"=6{EVqk3
?3z- _8#
template < typename T > ;TQf5|R\K
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const qZ@0]"h
{ *fO3]+)d+
return OpClass::execute(lt(t)); w)E@*h<Z
} VS#wl|b8
QYXx:nIrg
} ; I~PDaZP
B}OY/J/*8
Gx?+9CV
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 p6EDQwlf
好啦,现在才真正完美了。 +c:3o*
现在在picker里面就可以这么添加了: 4A{|[}!
nU+tM~C%a
template < typename Right > g}&hl"j
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const n?#!VN3
{ Z>F^C}8f
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); C7T(+Wd!,
} @J[6,$UVu
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 I3u{zHVwI
M|T4~Q U&
:&}odx!-!C
#LcrI
DG(7|`(aY
十. bind +y[@T6_
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 W#_/ak$uF*
先来分析一下一段例子 hf!|\f
qv
3^5d
<Y 4:'L6
int foo( int x, int y) { return x - y;} 5yh/0i5 |
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 G@!z$
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 \8uo{#cL8
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。 KH KS$D
我们来写个简单的。 q^8EOAvnZ
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: XXmE+aI
对于函数对象类的版本: m!XI {F@x
"re-@Baw
template < typename Func > u#W5`sl
struct functor_trait +5<k-0v
{ RKd
typedef typename Func::result_type result_type; ydl jw
} ; W!$zXwY}(
对于无参数函数的版本: UbJ*'eoX
Qz<d~N
template < typename Ret > iWX c
struct functor_trait < Ret ( * )() > -y) ,Y
|
{ /rB{[zk
typedef Ret result_type; )!9Ifk0KH
} ; Tm+;0
对于单参数函数的版本: dtM[E`PL
NQTnhiM7$
template < typename Ret, typename V1 > u'Q?T7
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > OL59e%X
{ ofc.zwH
typedef Ret result_type; ,reJ(s
} ; ~ <0Z>qr
对于双参数函数的版本: :L?_Y/K
FD7H@L5
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > hVoNw6fE
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
R)Q4
{ 9V1cdb~?"T
typedef Ret result_type; P=AS>N^yaL
} ; O[~x_xeW
等等。。。 S{F-ttS"
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 4Tzd; P6_
uE_c4Hp
template < typename Func > xc
1A$EY
struct func_return +,'T=Ic{
{ zbw7U'jk
template < typename T > `cP <}^]
struct result_1 \L!uHAE2a
{ `&7RMa4=
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; A Ayv
} ; <T,A&`/
`ue[q!Qq
template < typename T1, typename T2 > ~d>%,?zz
struct result_2 `linG1mF
{ 8"'x)y
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; '3tw<k!1{.
} ; H!r &aP
} ; ;uI~BV*3
$Ptk|qFe
^~ =9
最后一个单参数binder就很容易写出来了 A//?6OJx?
,#u\l>&$
template < typename Func, typename aPicker > i`U:gw
class binder_1 _v5t<_^N
{ sOFa!bdPW
Func fn; JXQPT
aPicker pk; }amU[U,
public : -mNQ;zI1
>G)qns9
template < typename T > dT@UK^\
struct result_1 4z4v\IpB
{ o.:p_(|hI
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; S4vbN
} ; 85U.wpG
_"f :`
template < typename T1, typename T2 > 3*S[eqMJc
struct result_2 @Z(rgF{{
{ =iz,S:[
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; .:1qK<vz
} ; uZjI?Z.A
M8W# io
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} #Fd W/y5
DQ!J!ltQ
template < typename T > "X1vZwK8N
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,TC~~EWq
{ i s"vekC
return fn(pk(t)); "ORzWnE4U
} V2znU
template < typename T1, typename T2 > _g|acBF
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const a%,fXp>
{ 4I~i)EKy6
return fn(pk(t1, t2)); M]_E
} D5]{2z}k
} ; T-L5zu
d+2daKi
1$LI px
一目了然不是么? CmC0k-%w
最后实现bind >q( 5ir
D!FaE N
,"
R>}kPli
template < typename Func, typename aPicker > Df=q-iq<{/
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) TQ9'76INb
{ Ek .3
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); rg&+
} uDG+SdyN@
)s")y
2个以上参数的bind可以同理实现。 |HbEk[?^s
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。 av' *u
rY70^<z
十一. phoenix vZjZb(jlN
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: : }?{@#Z
#s"B-sWE
for_each(v.begin(), v.end(), #}o<v|;
( iBbbr,
do_ i ^|@"+
[ uEd,rEB>
cout << _1 << " , " MV936
] b~Z=:'m8
.while_( -- _1), D s-`
cout << var( " \n " ) s44iEh=V(I
) ,b'4CF
); #ooc)),
f'{>AKi=C
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: <MZi<Z`
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 'U)8rR
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 :m`/Q_y"
那么我们就照着这个思路来实现吧:
f!g<3X{=
*8\(FVyG^
@-6?i)
template < typename Cond, typename Actor > hx!`F
class do_while rx:lKoOnB
{ -9G]x{>
Cond cd; &5q{viI
Actor act; 0|C[-ppr
public : 7%CIt?Z%
template < typename T > `"Dy%&U
struct result_1 Ak=UtDN[
{
5-'vB
typedef int result_type; L>nO:`>h
} ; #v8Cy|I
60PYCqWc
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} BX$hAQ(6Q
`Cj,HI_/*
template < typename T > ryEvmWYu
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const t<lyg0f
{ 5Rs?CVVb
do $FCw$ +w
{ ^Kw(&v
act(t); /=M.-MU2
} v MWC(m
while (cd(t)); faVS2TN4
return 0 ; s^PmnFR
} Y'_ D<Mp
} ; g{a d0.y,
{Gkn_h-^
)6G+ tU'
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). |Ow$n
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。 7SHo%bA
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。 Gg+YfY_
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。 n\~yX<;X3
下面就是产生这个functor的类: m|dF30~A
rk|a'&
Fe4esg-B<
template < typename Actor > w4}(Ab<Y
class do_while_actor >@Khm"/T
{ JS2!)aqc
Actor act; {G.{ad
public : 6QptKXu7
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} y Hw!#gWM
bV7QVu8
template < typename Cond > rxkBg0Z`a
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; mt .,4
} ; 4`0;^K.
+-k`x0v
:eLLDp<
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 2o}8W7y
最后,是那个do_ }q x(z^
D4\(:kF\Hg
]Hj`2\KD.d
class do_while_invoker nK:`e9ES
{ g{&PrE'e9
public : #ZwY?T
x
template < typename Actor > _Fvsi3d/
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const XAlD
ww
{ EM~7#Y
return do_while_actor < Actor > (act); B2"+Hwbk
} )XZ,bz*jn
} do_; iy9VruT<