一. 什么是Lambda .f?qUg
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 #w%a
m`+
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, 5kRwSOG%'
YI? C-,
Nv*E .|G
S4aHce5PXA
class filler a
V+o\fId
{ 2f}K#i8
public : #buV;!_!E?
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 5;sQ@
} ; Jm*M7gj
%O4}i@Fe
rhzv^t
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: )$Dcrrj
d-#u/{jG)
|R
&3/bEr
$jUS[.S_|I
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); b0zxT9
+UpMMh q
#sm_.?P
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 6|"!sW`%N
="'P=Xh!8
J6^Ct
,:dEEL+>c
二. 战前分析 9 z8<[>
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 i?i7T`
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ?( dYW7S
#$vhC u<I
8KL_PwRX_f
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); SceCucT
/* --------------------------------------------- */ 6yl;o_6:
vector < int *> vp( 10 ); H2FFw-xW
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Jv4D^>yj[
/* --------------------------------------------- */ bsk=9K2_2t
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); +=B}R
/* --------------------------------------------- */ sP3.s_U^
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); _WjETyh
[H
/* --------------------------------------------- */ Uf2v$Jl+Yh
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Kn!0S<ssR
/* --------------------------------------------- */ z
kX-"}$8
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); dbq{a
k,*#I<($
L@k;L
*|,ykb>
看了之后,我们可以思考一些问题: w;SH>Ax:
1._1, _2是什么? |q.:hWYFpM
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。 2dd:5L,
2._1 = 1是在做什么? Jn
<^Q7N
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。 7)(`
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^$rH<
v(Zi;?c
{i%xs#0h
三. 动工 "aCb;2Rs
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: CAo )v,f
DP6{HR$L
4gkV]"
H!
#Wc #fP
template < typename T > Wru
Fp
class assignment ?m_R U
{ c!u}KVH
T value; |C)UZ4A/p
public : p,AD!~n`
assignment( const T & v) : value(v) {} EDidg"0p
template < typename T2 > 64\5v?C
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } vb"dX0)<
} ; /4B4IT
N7I71q|
1={Tcq\]
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 4(0t
GF
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment iZq@W3GL
C
_l{5'm
R;TEtu7
|gRgQGeB
class holder 3P^gP32
{ )x:j5{>(
public : tj^:SW.0
template < typename T > S_ -QvG2
assignment < T > operator = ( const T & t) const };|PFWs
{ 5 *pN<S
return assignment < T > (t); ks#Z~6+3
} /jn3'q_,
} ; 4@mXtA
}
@fu~V/
M+R)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: 6[h$r/GXh"
f~" V
static holder _1; FvNSu"O~K1
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 v.LUK
J_[[BJ&}x
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); nM.?Q}yO~
而不用手动写一个函数对象。 Nj-rZ%&
c.{&~
h. (;GJO
cD`O+WA2K
四. 问题分析 Gxa.<E^k
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 BfE-s<
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 -J7,Nw
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 c'#J{3d
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 @ Rb1)$~#
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ,8o*!(uO2
:6k DUFj}
五. 问题1:一致性 u r.T YKF
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?| y"
6~9j
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ;1g-z]
+j: Ld(
struct holder _t;VE06Xjs
{ V =aoB
Z
// Y7V&zF{
template < typename T > [`-O-?=
T & operator ()( const T & r) const 8!%"/*P$
{ ~W *j^+T"
return (T & )r; &aAo:pj
} -%V-'X5
} ; U9fF;[g
;$L!`"jn
这样的话assignment也必须相应改动: 7C?mD75j
ODvpMt:+
template < typename Left, typename Right > jG(~9P7
class assignment RGA*7
{ 5m7Ax]\
Left l; I nK)O';
Right r; V\`="
public : XhD fI
&
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} *n_4Rr
template < typename T2 > ZUJOBjb`
K
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 2T%f~yQ^
} ; ^?]H$e
ftH%, /,
同时,holder的operator=也需要改动: v_h*:c
:;WDPRx
template < typename T > A}Dpw[Q2@8
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 5YH
mp7c-z
{ ;,-Vapz
return assignment < holder, T > ( * this , t); BI^]juH-c
} Uu:v4a
jL%}y1m?
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。 5_C#_=E
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 *=9#tYn~
;GT)sI
return l(rhs) = r; Jb.u^3R@
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。 UYrzsUjg&
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: C$ `Y[w
3 DHA^9<q
template < typename Tp > N_Ld,J%g
class constant_t OwIy(ukTI
{ 9Zsb1 M!n>
const Tp t; XK-x*|
public : ,wo"(E!4e
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} hsO.521g
template < typename T > ;L%~c4`l~m
const Tp & operator ()( const T & r) const vGHYB1=~
{ A y[L{!)2{
return t; KmOa^vY1.T
} xLK0~|_#!
} ; P2JRsZ.
6jo&i
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 B]F7t4Y!
下面就可以修改holder的operator=了 k[) @I;m
l{o{=]x1
template < typename T > Vot+gCZ
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const %ys}Q!gR
{ kD7(}N8YR
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ld?.o/
} Z|S7",
32P ]0&_O
同时也要修改assignment的operator() gK\7^95
yZ0ZP
template < typename T2 > ~RAH -]
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } Y mjS!H
现在代码看起来就很一致了。 mM{v>Em2K#
~Fb?h%w
六. 问题2:链式操作 ;O|63
现在让我们来看看如何处理链式操作。 2B dr#qr
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。 HWOH8q{f!
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。 K61os&K
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。 " z'!il#
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct >!.9g
mxA )r5sx
template < typename T > <XrGr5=BV
struct result_1 wx5*!^&j
{ }c5`~ LLK
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; rXPx*/C
} ; #e>MNc
'z
dKpa5f7
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: P$Ru NF
a\_,_psK
template < typename T > |raQ]b@t&
struct ref JHH&@Cn
{ T=dvc}
typedef T & reference; 1u+(rVQN
} ; ScoHtX3
template < typename T > oz@6%3+
struct ref < T &> Pp hQa!F$
{ gjLgeyyWC
typedef T & reference; nW'x#0-
} ; _ u2
S]/+n>
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: C~V$G}mM
m
kf{_!TK
template < typename T > PzDgl6C
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 5K~6`
{ Ib2pV2`h(
return l(t) = r(t); |R/50axI
} AB\4+ CLV
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 n5>N9lc
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ZS_f',kE
Z"+!ayA7D
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 lXKZNCL
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: #K w\r50
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 V7_??L%Ct`
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 6E]rxps}"
最后的布局是: zAUfd[g
Add TeqsP1{?
/ \
|?A-?-
Divide 5 0+pJv0u
/ \ .9Fm>e+!C
_1 3 ZE`{J=,
似乎一切都解决了?不。 Ngnjr7Q={T
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 1hi j4m$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。 a"aV&t
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: `,d7_#9'
sf0U(XYQ^
template < typename Right > |3m%d2V*hF
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const >k|[U[@
Right & rt) const }}_l@5
{ y{JkY\g
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ]mA?TwD
} %>TdTt
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 `l#g`~L
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。 )3sb2
#
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。 <!^Z|E
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。 ^ZG 1
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。 NY
x4&
*le
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? t/|^Nt@XT
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: l1WVt}
>kYyR.p.b
template < class Action > Je,8{J |e
class picker : public Action 4NV1v&"
{ S##W_OlrI
public : )A%Y
wI$
picker( const Action & act) : Action(act) {} G>x0}c
// all the operator overloaded ~55>uw<
} ; 'oG'`ED"
BxF
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。 dp_q:P4;B
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: soF ^G21N
g 7X>i:
template < typename Right > |:z%7J3wP
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const Yo:&\a K[
{ l<0V0R(
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); > R=YF*t
} 7[LC*nrr
h 8s*FI
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > t
At+5H
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。 J++D\x#@
)Pq.kn{Sp
template < typename T > struct picker_maker K4BMa]/U
{ X*KT=q^?n
typedef picker < constant_t < T > > result; |4vk@0L
} ; P;Ox|
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > ]7;;uhn`
{ ']Z8C)tK
typedef picker < T > result; G1rgp>m
} ; dkjL;1
Jp- hFD
下面总的结构就有了: }R^{<{KVJ
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。 {`VQL 6(i
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。 h.nz kp5
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 !?{5ET,gtN
至此链式操作完美实现。 I8y\D,
\GWC5R7Q0j
a'BBp6
七. 问题3 ("Zi,3"+
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。 L6T_&AiL$
eW/Hn
template < typename T1, typename T2 > A Ho<E"R\
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <$E8T>U
{ M5]wU
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); R-ci?7d t3
} /-T%yuU
lI9 3{!+>
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: y03l_E,
HM/ qB^
template < typename T1, typename T2 > 7DDot_qb
struct result_2 kDsUKO
p
{ rAWBuEU;!
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; i>;G4
} ; 9 wc=B(a|
%llG/]q#
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? l<5!R;?$
这个差事就留给了holder自己。 j2+&B9(
Z\x6
3jeR;N]x
template < int Order > xfb%bkr
class holder; J#\/znT
template <> ?G@%haqn6
class holder < 1 > ;Bm{_$hf=
{ [30e>bSf`
public : ,Fb#%r%
template < typename T > R0Qp*&AL
struct result_1 0/c4%+
Ln
{ !|D,cs
typedef T & result; $/Mk.(3'P
} ; ~34$D],D
template < typename T1, typename T2 > gN*8zui
struct result_2 g&
{YHq^+
{ !)GPI?{^5
typedef T1 & result; DGcd|>q
} ; =Oy,SX
template < typename T > .*ZNZ|g_
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const B$)KZR(u
{ `+U-oqs
return (T & )r; t;'__">:q
} _ v-sb(*
J
template < typename T1, typename T2 > YPN|qn(
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const `|gCbs95
{ GFvOrRlP\
return (T1 & )r1; s;bqUY?LD
} BzDS
} ; _b+3;Dy
t<4+CC2H
template <> K~uoZ~_gA
class holder < 2 > *Nv<,Br,F
{ Xh?{%?2
public : !$j'F? 2>
template < typename T > \!_ >ul
struct result_1 MD%86m{Sg=
{ NS\'o
)J
typedef T & result; kM.zX|_
} ; !+i
template < typename T1, typename T2 > {9(N?\S1`a
struct result_2 o^Ms(?K%t
{ 44!bwXz8
typedef T2 & result; E]bjI$j
} ;
8$1<N
template < typename T > ]1X];x&e
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const V4|pZ]
{ oC[$PPqX#
return (T & )r; 'Ic$p>
} 'C(YUlT2?P
template < typename T1, typename T2 > X4jtti
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const #U^@)g6
{ Rt+s\MC^r
return (T2 & )r2; <=WQs2
} )AnX[:y
} ; F*QGzbv)
By"
=]|Q
}_K7}] 1
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 JD.WH|sZ5
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ?>2k>~xlQ
首先 assignment::operator(int, int)被调用: hW(Mf
m!g
f!
return l(i, j) = r(i, j); lOql(ZH`w
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Y6+nfh_
hS<+=3
<M
return ( int & )i; 8xLvpgcZ
return ( int & )j; leiP/D6s
最后执行i = j; tv5SQ+AI3
可见,参数被正确的选择了。 L.>`;`dmY
ZZ#S\*
g^=p)h3
[^#6.xH
IS!sJ c
八. 中期总结 60Y&)UR
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: QDs]{F#
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ~i(X{^,3
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 TC'tui
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Q1g@FsW&U
M*|x,K= U
WJ8i,7
VGkwrS;+I
t=5K#SX}
7&E3d P
九. 简化 Ao(Xz$cQfW
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。 YHl6M&*@
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 OQA}+XO
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: Fe}Dnv)}Z
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 !M6*A1g5
+-*/&|^等 %+qD-{&
2. 返回引用。 "d9"Md0k
=,各种复合赋值等 LJ9^:U
3. 返回固定类型。 }5\F <b^@Y
各种逻辑/比较操作符(返回bool) (z#qkKL{^
4. 原样返回。 y^?7de}
operator, Z%k)'%_
5. 返回解引用的类型。 )bXiw3'A
operator*(单目) Bi9 S1p
6. 返回地址。 ,..&j+m
operator&(单目)
a?_N8|k[
7. 下表访问返回类型。 6|L<?
X
operator[] >2TDYB|;
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 DR;rK[f
operator<<和operator>> NZ7g}+GTG
m\RU|Z
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。 hvkLcpE
例如针对第一条,我们实现一个policy类: @h$cHZ
%N04k8z
template < typename Left > QOB>TvE
struct value_return h@&&.S`B
{ ^fa+3`>
template < typename T > 7E6gXf.
struct result_1 x=(Q$Hl5
{ 'gI q_t|^
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; CNwIM6t
} ; ;N#d'E\
*F[@lY\p
template < typename T1, typename T2 > R5(<:]
struct result_2 QX-%<@
{ ?#da4W
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; {1Z8cV
} ; Dyyf%'\M
} ; Wxx?iW ,
{26/SY
Bvb.N$G
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait E<y0;l?H<
u_shC"X:
下面我们来剥离functor中的operator() B&3oo
首先operator里面的代码全是下面的形式: Iy% fg',%
L)p*D(
return l(t) op r(t) MOi.bHCQJP
return l(t1, t2) op r(t1, t2) .SzPig
return op l(t) ',$Uw|N
return op l(t1, t2) -PPH]?],
return l(t) op t"4RGO)jh
return l(t1, t2) op yhxen
return l(t)[r(t)] V(u#8M
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] a\;Vly;
GgwO>[T
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: Sc#B-4m
单目: return f(l(t), r(t)); kK\G+{z?
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); QQ;<L"VW
双目: return f(l(t)); E{'{fo!#)
return f(l(t1, t2)); '#pY/,hVB
下面就是f的实现,以operator/为例 Myaj81
o_R<7o/d|
struct meta_divide $R6iG\V5
{ ++1<A&a
template < typename T1, typename T2 > ?tx%KU\3
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) >U.
{ Ad$CHx-
return t1 / t2; 7/C,<$Ep
} /Y|y0iK
} ; 4IfOvAN%
RrB)u?
这个工作可以让宏来做: "x~VXU%xU
trlZ ^K
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ {EU?{#
template < typename T1, typename T2 > \ '9d<vWg
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 2w"Xv,*.'i
以后可以直接用 G4O
$gg
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) B6qM0QW
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 dAg<BK/
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) o\<m99Ub
*WTmS2?'h
*XN|ZGl/
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 [=/Yo1:v
9NzK1V0X
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > b~$B0o)
class unary_op : public Rettype $r> $
u
{ 0
]K\G55
Left l; "$P|!k45(
public : gbf2ty
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ,yPs4',d
Z!#n55|
template < typename T > zt,Tda4Y
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %*:X
FB
{ tFj[>_d7
return FuncType::execute(l(t)); (p6$Vgdt
} [k<"@[8)
V/N:Of:\R
template < typename T1, typename T2 > m 0jm$>:Z
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ''.P=
{ Q#gzk%jL@
return FuncType::execute(l(t1, t2)); '2LK(uaU
} 0 $Ygt0d
} ; "p Rr>F a
`3wzOMgJ
t?&@bs5~g
同样还可以申明一个binary_op Xgb ~ED]
sWtT"7>x
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > q!fdiv`
class binary_op : public Rettype /i!3Fr"
{ Uw`YlUT\
Left l; J)kH$!csi
Right r; yLFZo"r
public : $RASpM
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} $nf5bo/;
g#W/WKvM
template < typename T > XEX."y
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (v/mKG yg
{ &Hl*Eg
f
return FuncType::execute(l(t), r(t)); yW@0Q:
} 5Yxs_t4
C4,;l^?=%
template < typename T1, typename T2 > 44r@8HO1
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const JyiP3whW
{ W'98ues%
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); |$>ZGs#
} M'(4{4rC
} ; mKTa.
xY_<D+OV
$4Vp l
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 4hQ.RO
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 JkfVsmc<{h
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) j:Y1
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 N'5AU (
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! @gc|Z]CV
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 Gd%X> ~
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 B)L=)N
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) &gv{LJd5b
下面是修改过的unary_op %)t9b@c!}
J 7/)XS
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Q$`u=-h|
class unary_op \gU=B|W
{ sJ3O ]
Left l; xPcH]Gs^b
J$+K't5BZ
public : U??T>
=!R+0
unary_op( const Left & l) : l(l) {} arQEi
vG2&qjY1
template < typename T > :c?}~a~JO(
struct result_1 7^hwRZJ{
{ Y%GIKtP
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; fR^aFT
} ; :nLhg$wMs
Yw!(]8PYdU
template < typename T1, typename T2 > >}I BPC
struct result_2 Ho^rYz
{ 2a,l;o$2&
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; n){F
FM
} ; bMCy=5
^Gt9.
template < typename T1, typename T2 > _+0QQ{'N
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const kv8
/UW
{ jI%g!
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); {=Y3[
} 'P`L?/_3
wI{ED
template < typename T > 6@X j
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const O_~vl m<#
{ C)H1<Br7
return OpClass::execute(lt(t)); +\D?H.P
} $LXz
Q>w9
BIK^<_?+ZU
} ; ;zpSyyp@
13f@Ox$
_?m%i]~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 7[/1uI9U8K
好啦,现在才真正完美了。 '*d);{D8
现在在picker里面就可以这么添加了: CHGV1X,
xlHC?d0}
template < typename Right > 3[ T<pAZ
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const ?c7}
v
{ ^6?)EM#
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); J|gRG0O9Ya
} }$wWX}@
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。 >P_/a,O8
[m+):q^
QKAt%"1&
?*K{1Ghf
4\rw JD<
十. bind M#'j7EMu
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。 MmL)CT
先来分析一下一段例子 m.':5
uB*Y}"Fn
),%(A~\
int foo( int x, int y) { return x - y;} -0G/a&ss
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 $KAOJc4<
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 loR,f&80=O
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 -V\$oVS0S
我们来写个简单的。 JsY|Fv
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: !o{>[
对于函数对象类的版本:
(;(P3h
g=q1@ )
template < typename Func >
]$=\zL
struct functor_trait g q`S`
{ ka UEv\T
typedef typename Func::result_type result_type; BJ$\Mb##3@
} ; %@Ow.7zh
对于无参数函数的版本: +T,Yf/^Fn
.kT}E5
template < typename Ret > K4`)srd
struct functor_trait < Ret ( * )() > nS$_VJ]~
{ `(Eiu$h6V-
typedef Ret result_type; {OBV+}#
} ; ']'V?@H]4
对于单参数函数的版本: $T-Pl57
9cMQ51k)E
template < typename Ret, typename V1 > hALg5.E{T
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Zk .V
{ +Dwq>3AH
typedef Ret result_type; 8gK
<xp
} ; B*c@w~E
对于双参数函数的版本: BJ,D1E
I%#&@
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > y2=`NG=
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > s(u,mtG
{ k __MYb
typedef Ret result_type; NB@TyU
} ; #eZm)KFQg
等等。。。 [i 7^a/e
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Zp'q;h_
K>_~zW nc
template < typename Func > |tVWmm^m
struct func_return c1>:|D7w
{ eCfy'US;@3
template < typename T > iI
4XM>`a
struct result_1 ^h^\kW'#
{ [)S7`K;
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; kE`V@F
} ; D&C83^m
\:[J-ySJ
template < typename T1, typename T2 > 8-.jf
struct result_2 "u=U@1 ^
{ b>_eD-
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; -z6{!
} ; e4rhB"qQdn
} ; 3{"M N=
K H&o`U(}
R'e>YDC
最后一个单参数binder就很容易写出来了 )/4xR]
C#3K.0a
template < typename Func, typename aPicker > YuVg/ '=
class binder_1 23|R $s>}i
{ |w)S
&+
Func fn; 2n3g!M6~
aPicker pk; [e.@Yx_}
public : rfwX:R6,g
k'b'Ay(<
template < typename T > TLWU7aj&!
struct result_1 IJ zPWs5W:
{ 16Gp nb
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; }g]O_fN7~
} ; wB0Ke
>/eV4ma"
template < typename T1, typename T2 > EDAVU
struct result_2 y%NZ(Y,v
{ =T3O; i
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; @+EO3-X5
} ; PYPDK*Ie
uu`G<n
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} oD?c]}3
}bM=)eUfX
template < typename T > Pko2fJt1
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _G1C5nkDl4
{ *\4u :1Cu
return fn(pk(t)); 2Ysl|xRo
} ZBcT@hxm
template < typename T1, typename T2 > @b2JR^
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -ZKo/N>6}
{ `j1(GQt
return fn(pk(t1, t2)); ?V>{3
} ;c;5O@R}3
} ; ouO<un
AC& }8w[>u
1 ^q~NYTK
一目了然不是么? trAIh}Dj
最后实现bind KH_~DZU*5
~Q36lR
C;BC@OE
template < typename Func, typename aPicker > $EUlh^
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) !y 7SCz
g
{ m
c q!_#{y
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); `Ir{ax&H.e
} sPoH12?AL
=bDy :yY}
2个以上参数的bind可以同理实现。 }2CVA.Qm!
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 Th%2pwvER
OEwKT7CX
十一. phoenix q\q8xF~[p
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 6OLp x)fG
x+B7r&#:
for_each(v.begin(), v.end(), )xPfz
( f.X<Mo
do_ v$_YZm{!<
[ :3$$PdZ
cout << _1 << " , " ,MRAEa2
] fBZAO
.while_( -- _1), <~ 9a3c?
cout << var( " \n " ) nPh|rW=
) ER4j=O#
); `:&jbd4H
B^yA+&3HI
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: Cg 4l*"_
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 hantGw|
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 0Xx&Z8E
那么我们就照着这个思路来实现吧: xfsf
kH9P(`;Vq
.*_uXQ
template < typename Cond, typename Actor > B!X;T9^d
class do_while F\U^-/0,
{ ,ag:w<km
Cond cd; CpG]g>]L&[
Actor act; ` 0}z
;&:
public : ;kv/(veQ1<
template < typename T > [n!5!/g>j
struct result_1 XI"8d.VR
{ K[/sVaPZ
typedef int result_type; &]xOjv/?
} ; U`w `Cr
6^vseVx
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Yj-JB
5:W5@e{
template < typename T > WPnw
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ay-M.J
{ Rz\:)<G
do {~u#.(
{ m?4L>'
act(t); THcK,`lX@
} |'?./
while (cd(t)); F\lnG
return 0 ; o:x,zfW
} Y(D&JKx
} ; _RI!Z
07FS|>DM'Z
C 7e
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). |:jka
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。 Rx\.x? &
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。 7%x
3o#&
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。 GiH<