一. 什么是Lambda
-+-?w|}qV 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
]IaMp788 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,
SV4E0c> `Uq#W+r, eb"VE%+Hu &{5,:%PXw class filler
EZgwF=lO {
]U?^hZ_ public :
"> ypIR< void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
*YI98 } ;
>\R+9p:o v4<nI;Ux 3l]lwV 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:
kb%;=t2 7jrt7[{ rE7G{WII e}voV0y\v: for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
%jJG>T xh-o}8*n" ,O5NLg- 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
E*&vy Ha#=(9. d2FswF$C -12UN(&&Z 二. 战前分析
,i NXK 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。
@)F )S7 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
eSn+ B;
Vsr.=Nd= 5PCqYN(:B for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
`?H]h"{7Q /* --------------------------------------------- */
:9afg vector < int *> vp( 10 );
(M|Dx\_ transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
=HK!(C /* --------------------------------------------- */
J`Q>3]wL sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
$GV7o{"& /* --------------------------------------------- */
3m[vXr? int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
PN%zIkbo /* --------------------------------------------- */
^S<Y>Nm] for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
Y>z>11yEB0 /* --------------------------------------------- */
W.jGGt\<\ for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
YRk(u7:0 D>r&}6< &A/]pi-\ 0q 看了之后,我们可以思考一些问题:
wSL}`C gU 1._1, _2是什么?
0|q AxR- 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
G&SB- 2._1 = 1是在做什么?
x^qVw5{n 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
[Y/}
^ Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
OF>mF~ 2>9C-VL2 1.JK33 三. 动工
ZgJQ?S$D 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
L&8~f] jwe *(k]z lgAoJ[ l9~e".
~' template < typename T >
h8j.( class assignment
B4/>H| {
e4$H&'b| T value;
yu {d! {6 public :
e
,'_xV assignment( const T & v) : value(v) {}
E`JI>7 template < typename T2 >
234p9A@ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
LrfVh-}|:Y } ;
1nM
#kJ" <{p4V|: 4KAZ ': 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
;}WeTA_-[ 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
mUC)gA/ PQt")[ Mt|zyXyzX SGRp3,1\4% class holder
f)rq%N & {
KkyVSoD\ public :
}Bh8=F3O
Q template < typename T >
:VBV&l`
[ assignment < T > operator = ( const T & t) const
w/<L
Ag {
s+Pq&<nV- return assignment < T > (t);
"^[ 'y7i }
bP#:Oi0v` } ;
NYUL:Tp v"$L702d$\ tT8%yG} 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
X05/uX{ c]-<vkpV static holder _1;
Ny7 S Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
y7 cl_ rK /<k/7TF` for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
(/YHk`v2 而不用手动写一个函数对象。
<nf@U>wlw ]m q|w m~ABC#,2 -IudgO] 四. 问题分析
qo~O|~ 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
EWt[z.`T1 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
//MUeTxR 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
**0~K" ;\ 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
dDMJ' 下面我们可以对这几个问题进行分析。
0auYG><= >uB?rGcM 五. 问题1:一致性
CW K7wZM 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
uZYF(Yu 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
}tuC} t3ZOco@~P struct holder
XJB)rP {
gg/-k;@ Rf //
iVr J Q template < typename T >
v~C
Czg T & operator ()( const T & r) const
:4w ?# {
A@('pA85 return (T & )r;
S+6.ZZ9c }
,THw"bm } ;
*a^(vo B mb0cFQ 这样的话assignment也必须相应改动:
"{xrL4BtC m7V/zne template < typename Left, typename Right >
~=LE0. 3[ class assignment
W
i.&e {
) q4[zv9 Left l;
B-Hrex] Right r;
#%2rP'He public :
UDFDJm$ assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
;;t yoh~t template < typename T2 >
(,2SXV T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
h"W,WxL8 } ;
A{zN| S[ /}Axf"OE 同时,holder的operator=也需要改动:
|-ALklXr #X$\&,Yn" template < typename T >
W@IQ^
}E assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
MN>b7O \.? {
9=tIz return assignment < holder, T > ( * this , t);
d-ko
^Y0 }
G*MUO#_iuh `}\
"Aw c 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
8Fh)eha9f 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
1&OW4_ q
i;1L
Kc return l(rhs) = r;
XT*sGM 在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
:OZrH<SW 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
_f,C[C[e& djZqc5t template < typename Tp >
c6]U E@A class constant_t
s8Q 5ui] {
0mVNQxHI const Tp t;
qR{=pR public :
V0YZp constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
F(n$ template < typename T >
H?Wya.7 const Tp & operator ()( const T & r) const
gQuw1 {
J;e2&gB return t;
C )
s5D }
0+ '&`Q!u } ;
5tkAFb4P $PPi5f}HD 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
Zi
i 下面就可以修改holder的operator=了
7]bGc
\ b|DdG/O template < typename T >
00y!K
m_D assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
w9imKVry {
*^4"5X@ return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
U)gH}0n& }
=WATyY:s _VN?#J)o 同时也要修改assignment的operator()
3"i-o$P ]6`% template < typename T2 >
'<<t]kK[N T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
L*+@>3mu) 现在代码看起来就很一致了。
ITBE|b Llo"MO*sr 六. 问题2:链式操作
/6*42[r 现在让我们来看看如何处理链式操作。
+'a^f5 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。
m0SlOgRsk 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。
d0ksG$ 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。
/~?*=}c^m 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
~mxO7cy5Cg 7}>E J template < typename T >
ki!0^t:9 struct result_1
t*u:hex {
)10+@d typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
# W']6'O } ;
teF9Q+*~ \b x$i* 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:
2ilQXy vE?G7%, template < typename T >
r19
pZAc struct ref
Otuf]B^s {
S\=Nn7" typedef T & reference;
)t#W{Gzfmh } ;
TJRCH>E[a template < typename T >
^h6tr8yn struct ref < T &>
R 9\*#c {
Yq
KCeg typedef T & reference;
D,feF9 } ;
,qxu|9L bn5 Su=] 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
25?6gu*Z ICQKP1WFp template < typename T >
.q>iXE_c typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
Lf&kv7Wj {
$&td=OK return l(t) = r(t);
e"<OELA }
L0o\J` : 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
GTd,n= 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
":ue-=&M MTn{d 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
(<9u-HF# _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
8A#;WG _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
4hj|cCrO +5 调用divide的对象返回一个add对象。
=^?/+p8k 最后的布局是:
Zy/_
E@C}u Add
hgq;`_;1, / \
0=YI@@n) Divide 5
W<g1<z\f / \
fJg+ Ryo _1 3
H:|uw 似乎一切都解决了?不。
9'B `]/L 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
|BXg/gW 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
Zh~'9 JH OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
2^7`mES h376Be{P template < typename Right >
guR/\z$D@C assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
TLH1>pY& Right & rt) const
eR>oq, {
Bzf^ivT3L return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
I?CZQ+}Hq }
i
ct]) 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
L4W5EO$ 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。
6=C<>c%+ 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。
tw@X>
G1z 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。
RRJ%:5& 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。
L/K(dkx 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?
e0 ecD3 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:
5 qA' |G<|F`Cj template < class Action >
ccxNbU class picker : public Action
h?U
O&( {
i%?* @uj public :
P%n>Tg80M picker( const Action & act) : Action(act) {}
a<e[e> // all the operator overloaded
SpBy3wd } ;
DEgXQ[ Lg hfM"g 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。
KI.hy2?e 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:
vY3h3o A#,ZUOPGH template < typename Right >
Q>z8IlJ} picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
.}+}8[p4l {
*-X[u: return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
%BODkc Zh }
PA*5Bk="q !4!~Lk= Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
bN.Pex 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。
-{vD:Il=6 kJR`:J3DJ template < typename T > struct picker_maker
L~3Pm%{@A {
lB4WKn=?Kl typedef picker < constant_t < T > > result;
6S#Cl>v } ;
4qa.1j(R/ template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
U<XG{<2 {
"dlVk~ typedef picker < T > result;
x{n=;JD } ;
7_t'( /yu zQ PQ 下面总的结构就有了:
#-J>NWdt 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。
fP1!)po 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。
e3\T)x&= picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
!,PWb3S 至此链式操作完美实现。
j>kqz>3 '3;b@g, q^nVN# 七. 问题3
W,u:gzmhw 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。
[Rb+q=z# q3`u1S7Z7 template < typename T1, typename T2 >
zuCSj~ ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
,!9zrYi} {
:!QAC@
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
l,).p }
HaYo!.(Fv ;*J 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:
/L3: B5QFK template < typename T1, typename T2 >
5V-I1B& struct result_2
wIgS3K {
Bw.i}3UT6 typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
Ys7]B9/1O } ;
'GScszz q(w(Sd)#L 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?
X>^fEQq" 这个差事就留给了holder自己。
"N#Y gSr ^zr`;cJ+c i30!}}N8 template < int Order >
pCG}ZKa class holder;
fqd^9wl>P6 template <>
i/.6>4tE: class holder < 1 >
jiGTA:v {
EM_d8o)`B public :
gM]:Ma template < typename T >
d zMb5puH struct result_1
MK*r+xfSae {
Q{/Ef[(a@ typedef T & result;
TqQ[_RKg2 } ;
Ort(AfW template < typename T1, typename T2 >
+7a6*;\ y struct result_2
76SXJ9@x {
!IR6
,A\ typedef T1 & result;
@VI@fN } ;
"M0z(NkH template < typename T >
qgB_=Q#E typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
9H~n_ {
-g<oS9 return (T & )r;
n+p }\msH }
<ZW-QN4 template < typename T1, typename T2 >
XP}<N&j typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
~M$Wd2Th {
G/W>S,( return (T1 & )r1;
atzX;@"K }
z9"U!A4 } ;
.Y|!:t| $Kd>:f=A template <>
7$#u class holder < 2 >
kf9X$d6 {
; @X<lCk public :
ig"L\ C"T template < typename T >
^?|"L>y struct result_1
l"]V6!-U {
1Ws9WU typedef T & result;
H*6W q } ;
R-14=|7a- template < typename T1, typename T2 >
_dU\JD struct result_2
Xc.`-J~Il {
{G-kNU typedef T2 & result;
cb bFw } ;
s[ N@0 template < typename T >
_Ey5n!0: typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
,z6~?6m {
X{VOAcugr return (T & )r;
ZC8wA;!z^ }
T{'RV0%
template < typename T1, typename T2 >
0\$2X- c typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
1x^GWtRp {
!m$jk2< return (T2 & )r2;
,,TnIouy }
4K74=r),i } ;
*ui</+ 6B-16 t,'<gI 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> >。
JtZ7ti 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
5-M-X#( 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
AwN!;t_0+N s^SJY{ return l(i, j) = r(i, j);
]^]wP]R_ 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
=H~j,K u:EiwRW return ( int & )i;
`X8F`5&U\f return ( int & )j;
V.Mry`9- 最后执行i = j;
TC"<g 可见,参数被正确的选择了。
$xQL]FmS
7Lt)nq-b 05[SC}MCA %)wjR/o Hv, LS;W 八. 中期总结
45oR=Atn 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:
0IpmRH/ 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
r*Xuj= 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
28nFRr 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
SAz =">NQ)98u Mp]rUPK nDW9NQ W>LR\]Ti@ D,6:EV"sa 九. 简化
t&p|Ynz?i 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。
;G!q Y 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
3CJwj 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:
KTv$ 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
-YE^zzh +-*/&|^等
;Qq\DFe.w 2. 返回引用。
~5g ~;f[4 =,各种复合赋值等
`{Ul! 3. 返回固定类型。
1Z;iV<d 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
ctUp=po 4. 原样返回。
YzWz| operator,
<QvOs@i* 5. 返回解引用的类型。
@8
6f operator*(单目)
A=4OWV? 6. 返回地址。
/j^ operator&(单目)
0`hdMLONR 7. 下表访问返回类型。
9VT;ep operator[]
xkn;,`t^lJ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
v2?ZQeHr_( operator<<和operator>>
5)E @F9N S[N5 ikg 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。
T;uX4,|( 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
6nQq +q oRP2 template < typename Left >
n| ;Im&, struct value_return
6wxs1G {
f5r0\7y0 template < typename T >
@.C2LIb struct result_1
% `3jL7| {
.u:GjL'$ typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
a
=QCp4^ } ;
z:;CX@)* ,s(,S template < typename T1, typename T2 >
ZW}_DT0 struct result_2
8_8l.!~ {
=Uh$&m typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
xA/D' } ;
nK,w]{<wG! } ;
hQi2U KSvE~h[#+ ys~x$ 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
o@Oqm> ]SS nlYNN/@" 下面我们来剥离functor中的operator()
OCUr{Nh 首先operator里面的代码全是下面的形式:
&vJH$R :>*7=q= return l(t) op r(t)
68
sB)R return l(t1, t2) op r(t1, t2)
;fJ.8C return op l(t)
TN.rrop`#g return op l(t1, t2)
/\Ef%@ return l(t) op
9UkBwS` return l(t1, t2) op
"#] $r return l(t)[r(t)]
:0ep(<|; return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
:
'c&,oLY xmG<]WF>E 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:
{FGj]* 单目: return f(l(t), r(t));
""H?gsL[ return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
hj:,S| 双目: return f(l(t));
*Uh!>Iv; return f(l(t1, t2));
RpK@?[4s 下面就是f的实现,以operator/为例
sRW<me; K8~d^G struct meta_divide
+:f"Y0 {
hc1N~$3!G template < typename T1, typename T2 >
`gJ(0#ac static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
Gq6*SaTk {
?`#Khff? return t1 / t2;
y*? Jui Q }
nEfK53i_ } ;
<[v[ci %RVZD#zr 这个工作可以让宏来做:
IcEdG( JVJMgim)0 #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
\lY_~*J template < typename T1, typename T2 > \
4JEpl'5^Q static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
TV:9bn?r) 以后可以直接用
Mhu*[a=;x DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
J05e#-)<K 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
m[$_7a5 (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。。。)
cR{#V1Z ~?dI*BZ)] v^iAD2X/F 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
: +u]S2u{ %)|s1B'd template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
@co
S+t class unary_op : public Rettype
G)YcJv7 {
@ 7u 0v Left l;
7P
T{lT public :
*I+Q~4 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
b'g ) ,I9bNO,%JK template < typename T >
BWNi [^] typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
>eaaaq9B- {
so;
]& return FuncType::execute(l(t));
G5!^*jf }
\^LFkp <$YlH@;)`a template < typename T1, typename T2 >
vIvIfE typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
"N;EL0= {
>ef6{URy< return FuncType::execute(l(t1, t2));
6LZCgdS{ }
H+#FSdy# } ;
t7pFW^& C^){.UGmJ /}$+uBgJm 同样还可以申明一个binary_op
jCY%| x38QD;MT template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
b$7 +;I; class binary_op : public Rettype
k'YTpO {
zqku e%^?- Left l;
7^285)UQA Right r;
NHt\
U9l' public :
rjP/l6
~' binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
@CoIaUVP lYIH/:T template < typename T >
`XKLU typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
iCoX&"lb {
"tZe>>I return FuncType::execute(l(t), r(t));
e.%nRhSs3 }
8|^7ai[am WxDh;*am: template < typename T1, typename T2 >
AX INThJ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
]|@^1we {
"4Nt\WQ return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
+_!QSU,@ }
XZf$K _F&M } ;
jdN`mosJ YUb_y^B^ T|$H#n} 很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮
,6/V"kqIP 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
u
+hX DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
ZcsZ$qt^ 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。
b>W%t 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
R_KH"`q 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。。。
$qiya[&G4 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
im8 CmQ 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)
B~mj 8l4 下面是修改过的unary_op
:s,Z<^5a)g n<,BmVQ template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
,uvRi)O>a class unary_op
(:_$5&i7 {
kM6
Qp Left l;
NbobliC= VVZ'i.*_3? public :
b>|6t~}M W^Yxny unary_op( const Left & l) : l(l) {}
D9df=lv
mD hxx.9x>ow template < typename T >
K9[UB struct result_1
"Q0@/bYq {
Gt1U!dP typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
PCvWS.{ } ;
!if <%d>v-=B template < typename T1, typename T2 >
b}f~il struct result_2
}C:r9?T {
H|*m$|$, typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
[
3Gf2_ } ;
8}[).d160
XX@ZQcN template < typename T1, typename T2 >
T%Lx%Qn typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
do%&m]#; {
eRYK3W return OpClass::execute(lt(t1, t2));
\RiP
}
j.Hf/vi`z +0&/g&a\R template < typename T >
NUZl`fu1Z4 typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
M{@(G5 {
zda 3
,U2o return OpClass::execute(lt(t));
-~0^P,yQ }
hrn+UL:d \zkg } ;
@- xjfC\d R5D1w+ XUYtEf 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
.]u/O`c] 好啦,现在才真正完美了。
ZH8,KY" 现在在picker里面就可以这么添加了:
*g%yRU{N fl(wV.Je| template < typename Right >
s#11FfF` picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
o4X{L`m {
Wc#24:OKe3 return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
+2{Lh7Ks }
JI}'dU>*U: 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
khe}*y u[YGm:} L_T5nD^D
)2.Si# UfGkTwoo= 十. bind
#] QZ 既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。
wj,=$RX 先来分析一下一段例子
+whDU2 " q1,~ <YY 14p int foo( int x, int y) { return x - y;}
#a6iuO0I bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
$mI Loy
B, bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
!zo{tI19 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
a9gLg
& 我们来写个简单的。
CrLrw T 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
3S{/>1Y 对于函数对象类的版本:
";F'~}bDA i@yC-))bY template < typename Func >
s_Sk0}e struct functor_trait
;TYBx24vD' {
Dtk=[;"k2a typedef typename Func::result_type result_type;
p+eh%2Jm } ;
se)TzI^]b@ 对于无参数函数的版本:
ep8 1#x0 q:6 template < typename Ret >
Da|z"I
x struct functor_trait < Ret ( * )() >
mt
.sucT {
qm}@!z^ typedef Ret result_type;
d0D]Q } ;
^!d3=}:0 对于单参数函数的版本:
iTwm3V
P ;pAK_> template < typename Ret, typename V1 >
GOPfXtkC struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
;p//QJB9 {
LoV<:|GTI typedef Ret result_type;
jp,4h4C^) } ;
K0~rN.C!0 对于双参数函数的版本:
?4 ,T}@P 1?}T=)3+$ template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
DQ3<$0 struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
dN q$} {
h{Y",7]! typedef Ret result_type;
D7Z /H'| } ;
gdc<ZYcM 等等。。。
7#Ft|5$~q 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
tw;}jh 1Mzmg[L8 template < typename Func >
[JiH\+XLPs struct func_return
5!
{D! {
6Mf0`K template < typename T >
?9/G[[( struct result_1
sRs>"zAg {
.*oU]N%K= typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
i5Ggf"![ } ;
23PGq%R **%37 template < typename T1, typename T2 >
lxx2H1([ struct result_2
RZLq]8pM {
3fj4%P" typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
vXs"Dst } ;
^q5#ihM } ;
?s01@f# [,Gg^*umS `yyG/l 最后一个单参数binder就很容易写出来了
6x`t{g]f, K+eM template < typename Func, typename aPicker >
[0!( xp^ class binder_1
01]f2.5 {
d{?LD?,) Func fn;
us-L]S+lm aPicker pk;
j#|ZP-=1_ public :
(.:e,l{U% y[;>#j$ template < typename T >
l?e.9o2- struct result_1
I7onX,U+ {
D.:Zx typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
?,z}%p } ;
y29m/i: IGl9g_18 template < typename T1, typename T2 >
M`_0C38
struct result_2
HMXE$d=[ {
BmT! aue typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
i!Ba]n
} ;
Gc?a +T _BufO7`. binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
K(4_a``05 5BIY<B+i template < typename T >
%9"H typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
5P2K5,o|n~ {
&>O+}>lr9 return fn(pk(t));
\bXa&Lq }
=;L|gtH" template < typename T1, typename T2 >
UQsN'r\tS typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
\z$= K {
j 7B!h| return fn(pk(t1, t2));
)%TmAaj9d }
F ,kZU$ } ;
8*X4\3:*N &=[WIG+rk Qs!5<)6
一目了然不是么?
w0.
u\ 最后实现bind
+ {]j]OP k$Vl fQ'+ ]Ljf?tk template < typename Func, typename aPicker >
%d@z39-; picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
[),ige {
C!gZN9- return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
F|8& }
Py<}S-: gGYKEq{j( 2个以上参数的bind可以同理实现。
+`4A$#$+y 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
T{"(\X$ 6]N.%Y[( 十一. phoenix
DU^loB+ Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
ceA9){ 7<4qQ.deE for_each(v.begin(), v.end(),
XW/o<[91 (
crCJrN= do_
\8tsDG(1 ' [
#yen8SskB cout << _1 << " , "
4-w{BZuS ]
UiWg<_<t .while_( -- _1),
=4!mAo} cout << var( " \n " )
f$( e\++ )
]:;&1h3'7 );
iU-j"&L5 'w/hw'F6 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:
]9-\~Mwh 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
al0L&z\ operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
XW9!p.*.U 那么我们就照着这个思路来实现吧:
,4rPg]r@ }Jw,>} ]n~V!hl?A template < typename Cond, typename Actor >
}JfjX' class do_while
?2a $*( {
/reX{Y Cond cd;
u2I Cl Actor act;
BUFv|z+H public :
=a!=2VN9y template < typename T >
& kIFcd@ struct result_1
}u|q0>^8 {
$]1=\I typedef int result_type;
6*?F @D2& } ;
$>gFf}#C E^PB)D(. do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
eyaNs{TV POW>~Tof1 template < typename T >
QJNFA}*> typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
0x7'^Z>-oe {
$kgVa^ do
NA*#~ {
V]&\fk-{ act(t);
R]dg_Da }
^aQ"E9 while (cd(t));
g}i61( return 0 ;
zi:BF60]= }
v=k$A } ;
$M#>9QHhc l,
wp4Ll 5f /`Q 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
5xde; 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
l0]
EX>"E 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
4 :=]<sc, 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
DlT{` 下面就是产生这个functor的类:
Mtv?:q BY*Q_Et |%wX*zaf template < typename Actor >
%\DX#. class do_while_actor
GfG|&VNlz {
'S~5"6r Actor act;
~
1 pr~ public :
S'14hk< do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
Qd6F H2Pl WHI`/FM template < typename Cond >
=xrv~ picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
bcR_E5x$ } ;
H"KCK6 OB7hlW r>\bW)e 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
'|4!5)/K 最后,是那个do_
2tLJU Z1 eQ"E hcc/=_hA class do_while_invoker
-&;TA0~; {
1}37Q&2 public :
M;NX:mX9 template < typename Actor >
6RM/GM do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
Ie^l~Gb {
9kojLqCT return do_while_actor < Actor > (act);
7KPwQ?SjT }
$N\Ja*g } do_;
V1?]|HTQcT kLY^! 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
ca}2TT&t 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
-+5>|N# 最后来说说怎么处理break和continue
{t!!Uz 7 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。
Zov~B-Of: 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 ]