一. 什么是Lambda q$"?P
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 db&!t!#,
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, Pq@-`sw
YL78cWOs
`g4N]<@z
bZ^'_OOn
class filler y Pg0:o-
{ <PM.4B@
public : BzV97'
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} C](djkA$
} ; reM~q-M~o@
fRq+pUxU
\v$zU
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: (!qfd
Qq#
sB$" mJ
{u-J?(s}
v`G}sgn
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); Zj_2B_|WN#
_~*j=XR s
,X;$-.
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 <0? r#
}
#_UP}G$
8&3&^!I
R%q:].
二. 战前分析 G9GHBwT
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。 LC$M_Cpw
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 .J8 gW
(44L8)I.D
IKaW],sr#
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Y3s8@0b3
/* --------------------------------------------- */ 7G*rxn"d
vector < int *> vp( 10 ); gm=C0Sp?
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); U<>@)0~7g!
/* --------------------------------------------- */ 2|]
<U[
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); W]_a_5
/* --------------------------------------------- */ Bjj=UtI
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); <:T/hm$
/* --------------------------------------------- */ G)c+GoK
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); 3x7fa^umR
/* --------------------------------------------- */ SuNc&e#(
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); _a|g
>
H q?F @X
)?$@cvf
9_.pLLx
看了之后,我们可以思考一些问题: ,?IXfJ`c
1._1, _2是什么? {P\Ob0)q
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 -AU'1iRcK7
2._1 = 1是在做什么? bv7xh*/
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 bj0<A
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 A f!`7l-
dm40qj
A$n.'*gK
三. 动工 "gzn%k[D9m
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: )8'v@8;-
3Zs0W{OxU
qJO6m-
\2#K {
template < typename T > 59v=\; UI
class assignment RlU ?F
{ L; A#N9
T value; DMs8B&Y=
public : m=v.<+>
assignment( const T & v) : value(v) {} SG&H^V8
template < typename T2 > c* ~0R?
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } n "^rS}Y]
} ; 4>fj@X(3
m!!;CbPo
k>8OxpaWv?
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 *f{4_ts
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment p]?eIovi
WE_'u+!B
8wZ
$Hq
7}~nQl2
class holder B<h4ZK%
{ 4ji'6JHPg
public : pU,\ &3N
template < typename T > 3-n&&<
assignment < T > operator = ( const T & t) const .i*ja*
{ u`oJ3mS;
return assignment < T > (t); [nX{sM%
} p)"EenUK
} ; 0"+QWh
%u<r_^w5
;j(*:Nt1
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: wN6sica|
`/wXx5n5<
static holder _1; 7Wiwnv_"
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 */TO$ ^s
Do^yer~
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 8JW0;H<
而不用手动写一个函数对象。 ?Iaqbt%2
:J )^gc
]^{5`
#.Ly
四. 问题分析 L=s8em]7l
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。 $U. 2"
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 _+}hId
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 @cm[]]f'l
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 _n4`mL8>kH
下面我们可以对这几个问题进行分析。 "/UPq6
FgPmQ
五. 问题1:一致性 CPP9=CoR37
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| a"1LF`
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ,pkzNe`F
*|0W3uy\Y
struct holder U^-J_yq
{ ]Rp<64I o
// B8upv~U6
template < typename T > g K dNgU
T & operator ()( const T & r) const QEx&AT
{ fKua om9
return (T & )r; [!ZYtp?Hf
} 4L,&a+)
} ; H-X5A\\5
:b#5cMUe
这样的话assignment也必须相应改动: kaDn=
={YM
F{}:e QD
template < typename Left, typename Right > )oS~ish
class assignment C{ Z*5)
{ dQ<e}wtg
Left l; J=n^&y
Right r; 91#n Aj%
public : x_H"<-By
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} P|aSbsk:I<
template < typename T2 > a<V
Mh79*
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } \nQEvcH
} ; ,l\D@<F
Io_7
同时,holder的operator=也需要改动: m :]F&s
D[Ld=e8t
template < typename T > fK=vLcH
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 8}^ym^H|j
{ &0-Pl.M
return assignment < holder, T > ( * this , t); ,z0E2
} :/NP8$~@j
vF@.BM>
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。 +Pn`AV1
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 H329P*P
1+Y;
"tT
return l(rhs) = r; Q@UY4gA'
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。 ]6HnK%
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: @gJPMgF$F
m$q*
template < typename Tp > NW Pd~l+
class constant_t It^_?oiK
{ P`M1sON~
const Tp t; W@FGU
public : jTY{MY Jh
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} P99s
template < typename T > N{zou?+
const Tp & operator ()( const T & r) const 7jF2m'(
{ <NM Os"NB
return t; :.\h.H;
} mDU-;3OqF
} ; _n<
@Jk~
lnnt b3q
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 DzCb'#
下面就可以修改holder的operator=了 eYRm:KC
V{kgDpB
template < typename T > GP}+c8|2
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 2E3x=
{ I~Zm**L
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); \R<OT%8
} ~w RozV
YcBAW4B`
同时也要修改assignment的operator() iD9hqiX&
n
6|\
template < typename T2 > V?cUQghHg
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 5($
'@u
现在代码看起来就很一致了。 (tP^F)}e5
rW3fd.;kss
六. 问题2:链式操作 M3
$MgsN:
现在让我们来看看如何处理链式操作。 `{I-E5x
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。 S b3@7^
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。 Z@`HFZJ
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。 Ok~\
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct D<cHa |
n-_-;TYH
template < typename T > o,RLaS,BK'
struct result_1 c8jq.y v
{ BK]q^.7+:
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ];go?.*C
} ; #VEHyz 6P
07+Qai-]
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: etH%E aF[
Z`b{r;`m8
template < typename T > zKk2>.
struct ref u-. _;
{ w#,C{6
typedef T & reference; <[7.+{qfW
} ; fm\IQqIK%
template < typename T > YX_p3
struct ref < T &> fW4N+2
{ iB 5 Se
typedef T & reference; dLm~]V3
} ; OPwj*b:-m
y8un&LP
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Ij }RlYQz
nV%1/e"5
template < typename T > /%U+kW
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const eJ#q! <
{ yggQ4y6
return l(t) = r(t); 6nRD:CH)X
} ;Z"6ve4
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。 $R7n1
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Hs8c%C
2, ` =i
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 lM5Xw
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: kfBVF%90
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 FHI`/
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 o+(.Pb
最后的布局是: Llk4 =p
Add PK5xnT:
/ \ |[?"$g9v
Divide 5 ;K0kQ<y-Y
/ \ hX]vZR&R
_1 3 ,&!Txyye
似乎一切都解决了?不。 : \w\K:
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。 Dm[4`p@IY\
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。 k9.2*+vvg
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: XU .FLNe
hd.^ZD7
template < typename Right > C9U~lcIS
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const wz5xJ:T j
Right & rt) const :~pPB#)nk
{ ewSFB <
N
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); tQB+_q
z
} #m6 eG&a
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 jx&pRjP
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。 b}p 0&%I
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。 j9sf~}D>
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。 # &o3[.)9
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。 T+m`a#
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? {mMrD 5
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: %<JjftNQ
it!8+hvq9*
template < class Action > oW(p (>
class picker : public Action /+ vl({vV
{ 'Uew(o
public : |0ahvsrtW
picker( const Action & act) : Action(act) {} -4o6 OkK<
// all the operator overloaded |r!G(an1x4
} ; ^$DpdzI
P}y}IR{6
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 Z16G
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: agN`)
F!
]L%qfy4
template < typename Right > J
(Yfup
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const EX7cjQsml
{ d {a^
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); V=BF"S;-'
} wX" 6 S:
"d>{hP
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > IY?[ 0S
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 0~Ot
:bFmw dX
template < typename T > struct picker_maker Glcl7f"<^
{ V}=9S@$o
typedef picker < constant_t < T > > result; .@ZqCH
} ; f@T/^|`mh
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > u[dR*o0'
{ k5]s~*,0
typedef picker < T > result; p#)u2^
} ; | Uf6k`
MQY^#N
下面总的结构就有了: pHEhB9_A!
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。 i)g=Lew
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。 LX'.up11X5
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 }BS.OK?
至此链式操作完美实现。 E!&A[TlX\
s\,F6c
A1zM$
wDU
七. 问题3 \:]Clvc
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。 /Y:&307q
O&Q_vY
template < typename T1, typename T2 > j1%o+#df
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E8zga )
{ Z;=G5O
uvQ
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); G1 z[v3T
} >{p&_u.r-
u~7mH
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: 4eK!1|1
i-w^pv'
template < typename T1, typename T2 > h`X)sC+
struct result_2 9{@[l!]W
{ 1r;]==
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; lxx)l(&
} ; e3,TY.,Ay
KWbnSL8
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? [74HUw>
这个差事就留给了holder自己。 B :#5U85m
hJ$o+sl
9J h"1i>x2
template < int Order > ~=91Kxf
class holder; 8+K=3=05#U
template <> S7]\tw_L)
class holder < 1 > )Kkw$aQI"d
{ 4^cDp!8
public : gcDo o2RE
template < typename T > ~sj'GEhEg
struct result_1 oU`8\n](
{ I[,tf!
typedef T & result; GSo&$T;B6
} ; "}
=RPc%9
template < typename T1, typename T2 > Xmr|k:z
struct result_2 Agt6G\n
{ s+IU%y/9$a
typedef T1 & result; Syv[[Ek
} ; U$jw8I'.
template < typename T > "zFv?ay
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const M &`ZF
{ +@*}_%^l"
return (T & )r; [P~6O>a5p
} \1|]?ZQ\ K
template < typename T1, typename T2 > .,Qj3
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const gwVfiXR4
{ r*?rwtFtg
return (T1 & )r1; {6H%4n
} vxuxfi8x
} ; rHe*/nN%*
X 'D ~#r
template <> b^
wWg
class holder < 2 > s&(,_34
{
/tIR}qK
public : 2y6@:VxSh
template < typename T > j{}-zQ]n
struct result_1 w&&uk[Gh/a
{ ~{69&T}9
typedef T & result; P(iZGOKUs=
} ; 9gjI;*(z1
template < typename T1, typename T2 > [f`^+,U
struct result_2 ;/tZsE{
{ Bfh[C]yy
typedef T2 & result; V[E7mhqy
} ; Hgu:*iYA
template < typename T > YA(_*h
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Xxl>,QUA
{ 4a'O#;ho
return (T & )r; }mGOEG|F2
} JiFy.Pf
template < typename T1, typename T2 > >y
P`8Oq[
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const [h"#Gwb=;
{ agQ5%t#
return (T2 & )r2; RX]x3-
} m3|KIUP
} ; <9za!.(zu
iQ[0d.(A
B_f0-nKP
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 F[aow$",+}
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: iz|mJUx
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ,!`94{Ggv
D+ki2UVt&
return l(i, j) = r(i, j); .3;bUJ1
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) $D,m o2I
U3ygFW%
return ( int & )i; to0tH^pD
return ( int & )j; |
?6wlf
最后执行i = j; wp/u*g
可见,参数被正确的选择了。 !U02>X
?$O5w*
uj.~/W1,!
`_2#t1`u
0m5Q;|mH
八. 中期总结 0Sz&Oguv
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: <`dF~
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 kndP?#>
p1
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 tVx.J'"Y
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor (xU+Y1*g"%
Df_W>QC
?Y"bt^4j
'e6W$?z
v{rc5 ]\R
B0c} 5V
九. 简化 -_jV.`t
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 7YRDQjg
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 c ;3bX6RD*
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: O$
i6r]j_
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 5iola}6
+-*/&|^等 SwQ.tK1p
2. 返回引用。 $ql-"BB
=,各种复合赋值等 *D1fSu!
3. 返回固定类型。 h3;Ij '
各种逻辑/比较操作符(返回bool) ADX}
4. 原样返回。 $8&HpX#h$
operator, vg5zsR0u
5. 返回解引用的类型。 }\u~He%
operator*(单目) +N[dYm
6. 返回地址。 a73b/_zZ=
operator&(单目) | -Di/.
7. 下表访问返回类型。 /2u;w!oi.
operator[] 4x'^?0H@
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 >Z^7=5K"O
operator<<和operator>> $2BRi@
BN4dr9T
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 HZQ I |
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ,|I\{J #C
kt1f2cj
template < typename Left > nVG\*#*]|
struct value_return p)ZlQ.d#Y
{ oW]&]*>J
template < typename T > |
7>1)
struct result_1 sSG]I%oB3
{ uMsKF %m
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; mQ%kGqs
} ; {yyg=AMz
`j>qOT
template < typename T1, typename T2 > n 2#uH
struct result_2 @7lZ{jV$
{ !^axO
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; _;01/V"q6
} ; >mF`XbS
} ; EZP2Bb5g
6lT'%ho}B
qC\$>QU}
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait n]Dq
(f#W:]o/
下面我们来剥离functor中的operator() g8kw|BgnL
首先operator里面的代码全是下面的形式: =r0!-[XCa
nBiSc*
return l(t) op r(t) l}Xmm^@)
return l(t1, t2) op r(t1, t2) UjKHGsDi4
return op l(t) He!0&B\7h
return op l(t1, t2) [q.W!l4E
return l(t) op XVv7W5/q]
return l(t1, t2) op I:6xDDpZG`
return l(t)[r(t)] 2:DpnLU5
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] r LfS9H
=m/2)R{
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: c7rYG]
单目: return f(l(t), r(t)); tb=L+WAIw
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ;?:,L
双目: return f(l(t)); P;_dilG
return f(l(t1, t2)); U'lmQrF!
下面就是f的实现,以operator/为例 S?3{G@!
qw, >~
struct meta_divide Y#t"..mc'
{ uk'<9g^
template < typename T1, typename T2 > ^cAJCbp7
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) I(7gmCV
{ z:fhq:R(
return t1 / t2; Ow^%n(Ezh
} &0C!P=-p
} ; 73<iK]*c
\U-5&,fP
这个工作可以让宏来做: 1b!l+ 8!
blPC"3}3Vd
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ #&5\1Qu
template < typename T1, typename T2 > \ O0{v`|w9+
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; g1{wxBFE
以后可以直接用 -"nYCF
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) C4cg,>P7
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 U92hv~\
(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。。。) P<(mH=K
:|A db\b
=N0cz%
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 ixH7oWH#
7>mYD3
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > R 1 b`(
class unary_op : public Rettype k %rP*b*
{ A&7jE:Ew
Left l; 1&As:kv5I
public : b>(lF%M
unary_op( const Left & l) : l(l) {} N~kYT\$b#
18HHEW{
template < typename T > CKur$$B
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %jf gncW
{ c8s/`esA
return FuncType::execute(l(t)); !Ch ya
} y$"L`*W
/Rz,2jfRx'
template < typename T1, typename T2 > 8UcT?Zp
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /W>"G1)
{ KAzRFX),
return FuncType::execute(l(t1, t2)); iau&k`b`
} c2f$:XiM
} ; E;Hjw0M'k
m>!#}EJ|
A~>=l=
同样还可以申明一个binary_op A%O#S<sa
jY.%~Y1y
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 5b'S~Qj#r$
class binary_op : public Rettype J"MJVMo$T
{ d!:SoZ
Left l; 9 JtG&^*
Right r; >KFJ1}b|3
public : :<gk~3\
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ?0a 0 R
2cl~Va=
template < typename T > QAwj]_
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const y<b0z\
{ 3\G=J
return FuncType::execute(l(t), r(t)); ]l'ki8
} U*TN/6Qy.
-EaZ<d[|0
template < typename T1, typename T2 > IycxRig
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <k6xScy$}
{ h)vTu%J:
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); bg}77Y'^
} ^ym{DSx
} ; 4vS!99v)
J.l%HU
bn35f<+
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 ?g4|EV-56
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Rp*t"HSaAW
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) KOx#LGz
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。 )}!'VIe^!
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! *Rh .s!@4
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。。。 JUFO.m^w
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 n #I}!x>2
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) *Mc\7D
下面是修改过的unary_op ,?6m"ov4(
"n,ZP@M;
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > QB,ad
class unary_op %
cdP*
{ V2%wb\_z
Left l; x^2/jUc#B
sLp
LY1X
public : Yj\yO(o/
2kq@*}ys
unary_op( const Left & l) : l(l) {} q"<-
_|:bac8pL
template < typename T > vPNZFi-(
struct result_1 \#,#_
{ R} 9jgB
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; guXpHF=
} ; M&c1iK\E8
"]Dzc[Vp
template < typename T1, typename T2 > _Pi:TxY
struct result_2 [F[<2{FQF
{ k.[) R@0%
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; SfSEA^@|
} ; 'TsZuZW]
<" l;l~Y1
template < typename T1, typename T2 > u!k<sd_8B
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d|+jCTKS
{ ?Hxgx
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); %P,^}h7
} L)Ar{*xC
)ZyuF(C&
template < typename T > ]mo<qWRc>p
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T)tHN#6I
{ P\6T4s
return OpClass::execute(lt(t)); ={@ @`yP^$
} u!Nfoq&'u
~LW%lMy;^|
} ; ^-*Tn
9Sl|l.;!
OrJlHMz
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;LiO;N
好啦,现在才真正完美了。 )K%O/H
现在在picker里面就可以这么添加了: P^m 6di
M#=5u`h
template < typename Right > JK]tcP
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const y{I[}$k
{ %<#3_}"T|
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); =,8Eo"~\
} lrX0c$)
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。 @&xaaqQ-
v[DbhIXU
-Dq:Y,%q
}%FuL5Tx
O0(Q0Ko
十. bind .C;_4jE
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。 (yAvDyJOn
先来分析一下一段例子 ?&<o_/`-H5
4J
51i*`
:8-gm"awL5
int foo( int x, int y) { return x - y;} S{(p<%)[
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 .A!0.M|
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 Ar7mH4M
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。 g_U~.?Db7
我们来写个简单的。 V;hwAQbF
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ._MAHBx+G
对于函数对象类的版本: ssyd8LC#
i Kk"j
template < typename Func > FJ(B]n[>
struct functor_trait zP h\3B
{ Xz.Y-5)
typedef typename Func::result_type result_type; u!3]RGJ
} ; 'bI ~61{A
对于无参数函数的版本: -6~y$c&c
"(\)
&G
template < typename Ret > ZecvjbnVY
struct functor_trait < Ret ( * )() > zIm_7\e
{ )x8;.@U
typedef Ret result_type; <k\H`P
} ; u|OzW}xb7j
对于单参数函数的版本: it\DZGsg
^2C /!Y<
template < typename Ret, typename V1 > w0j/\XN2s
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 2Jo~m_
{ Z 5)_B,E:X
typedef Ret result_type; h#m:Y~GoF
} ; m&`(pf4A
对于双参数函数的版本: {s8U7rmML
JYg% ~tW'
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > LZc$:<J<6
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ?)'
2l6
{ C3\E.u?
typedef Ret result_type; phgexAq
} ; Gh2Q$w:
等等。。。 )v52y8G-p
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Z<ajET`)
Wyq~:vU.S
template < typename Func > *j/S4qG
struct func_return Zgg'9E
{ ```d:f
template < typename T > zRV!(Y
struct result_1 l 70,Jo?78
{ ,'C30 A*p
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ^}o7*
} ; \+iu@C
JvfQib
template < typename T1, typename T2 > os1?6z~
struct result_2 ;NH~9# t:
{ }qiF^D}
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; SLtSqG7~
} ; s!#HZK
} ;
@8=vFP'
I( ]BMMj
SPkKiEdM
最后一个单参数binder就很容易写出来了 o3n3URu\
#e.jY_
template < typename Func, typename aPicker > S~0JoCeo
class binder_1 4l&"]9D
{ %M{k.FE(
Func fn; WY+(]Wkao
aPicker pk; g.x=pt
public : \Z)#lF|^
P</s)"@
template < typename T > FXx.$W
struct result_1 u12zRdn
{ %won=TG8
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; O)`fvpVU
} ; 3{<R5wUo"
gbm0H-A:*
template < typename T1, typename T2 > 1GtOA3,~;-
struct result_2 c 9rVgLqn!
{ 6*ZU}xT
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; M@|w[ydQG
} ; ,e9CJ~a
+}Xr1fr{jw
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} u]HS(B,ht
)`w=qCn1 Y
template < typename T > $v]T8|h
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *^'wFbaBO
{ hwiKOP
return fn(pk(t)); hM~eJv
} {G]?{c)"
template < typename T1, typename T2 > A j,]n>{
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >):m-I
{ U\Ct/U&A?
return fn(pk(t1, t2)); tqK=\{U
} xw ?CMA
} ; EYG"49
c
a\=-D:
=f>HiF
一目了然不是么? A8J8u,u9
最后实现bind @0$}?2
{VR`;
h1#S+k
template < typename Func, typename aPicker > c4\C[$
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) <yZP|_
{ r*chL&7
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); G*B$%?n
} QZ&4:K+{
6*Zj]is
2个以上参数的bind可以同理实现。 gQy~kctQ#
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 D}w<84qX
m4@MxQm
十一. phoenix !i^]UN
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: =L"^.c@
?4 qkDtm
for_each(v.begin(), v.end(), ryg4hHspl
( atyu/+U'}
do_ &'s^nn]
[ Z'Q*L?E8M
cout << _1 << " , " >B_n/v3P(M
] Lj8)'[K"
.while_( -- _1), #zt*xS[{0
cout << var( " \n " ) )Vg2Jix,]
) qgx?"$ Z
); '.Z4 hHX
D<t~e$ H
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: dx@QWTNE
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 o-z &7@3Hu
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 n_P3\Y|
那么我们就照着这个思路来实现吧: (bv,02
V@%
0I5&a
template < typename Cond, typename Actor > 1{Jb"
class do_while QL97WK\$
{ X\\7$
Cond cd; B76 v}O:
Actor act; vc8?I."?
public : Hm
fXe
template < typename T > 'eyJS`
struct result_1 #r<?v
{ +}aC-&
typedef int result_type; |TTS?
} ; :$g8Zm,y
=X-Tcj?3g
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ^:u?ye;
&:3Z.G
template < typename T > 5f^>b\8+ |
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >$H|:{D
{ gg^1b77hT
do =P`~t<ajB
{ /(?@mnq_
act(t); d-B7["z,
} _w(ln9
while (cd(t)); Wto;bd
return 0 ; ?WpenUWk
} = 96P7#%
} ; Bs8[+Ft5
j U[
O
r-IT(DzkD
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). v,OpTu:1
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。 6X)@ajGWg~
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。 FT89*C)oD
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。 <
g|Z}Y
下面就是产生这个functor的类: `/n M[
wX,F`e3"/
Ai"-w"
template < typename Actor > @Uo6>-WF
class do_while_actor 55Gtp\L
{ EQ<RDhC@b
Actor act;
Paj vb-f
public : Q_p[kK H
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} g{:<