一. 什么是Lambda
O
NzdCgY 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
dE!=a|Pl 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,
^>}[[:( 6/ [67f; ?b JRs[%w`kD uC ;PP=z class filler
$,v+i
- {
Z42 Suy public :
r\- k/ 0 void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
[B;Ek\ 5W } ;
M#<fh:> ZaV66Y> !_z>w6uR
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:
n{NgtH\V @{GxQzo Gkvd{G?F Q6<Uuiw for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
>l*9DaZ eeR@p$4i e$|)wOwU 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
fe`G^hV i]WlMC6 $>37PVVW '"p*FN 二. 战前分析
_@?Jx/`;bk 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
03\8e?$ 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
FQRcZpv; nk.Eq[08
:@'0)7 for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
tF1%=&ss /* --------------------------------------------- */
wDY7B vector < int *> vp( 10 );
gxtbu$ transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
tdK^X1 /* --------------------------------------------- */
+W[#;)ea( sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
:u+#:8u /* --------------------------------------------- */
JT_B@TO\ int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
9uoj3Rh< /* --------------------------------------------- */
B>21A9& for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
`r$WInsDu /* --------------------------------------------- */
UoT}m^ G for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
@a3v[}c* SytDo (_=W n
9M6wS '0rwNEg 看了之后,我们可以思考一些问题:
.Sw'Bo!Ee 1._1, _2是什么?
=xP{f<` 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
.Q@'O b` 2._1 = 1是在做什么?
zhL,BTH 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
?E@[~qq_ Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
"$YLU}S9 &h[}5 p[:%Ck"$7 三. 动工
^PpFI 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
BVeNK=7m% }-iOYSn kfECC&" f_Bf}2Eedj template < typename T >
DMW:%h{ class assignment
2 ZXF_ o {
h%e!f# T value;
IV*$U7~ public :
b;ZAz
assignment( const T & v) : value(v) {}
nP5fh_/ template < typename T2 >
1OS3Gv8jc~ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
POs~xaZ`H } ;
cNvcpv ( "z;Q?( 3&:fS|L~c 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
qRLypm 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
oPZ4}>uV y Dw!u[: >*CK@"o F
x8)jBB_ class holder
^2@~AD`&h {
``Rb-.Fq, public :
l]&)an template < typename T >
_.LWc^Sg assignment < T > operator = ( const T & t) const
x*)O<K {
NQ=YTRU return assignment < T > (t);
Dw,f~D$+ic }
W{aN S@1 } ;
c>.X c[H ZeV)/g,w v21? 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
S45_-aE 1^dWmxUZH static holder _1;
L,L7WObA Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
5,Zn$zosJC X:/t>0e for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
i(rY'o2 BN 而不用手动写一个函数对象。
net9KX4\ %Ski5q i*j+<R@ < Ifnf6~ 四. 问题分析
b*fflJ 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。
![%,pip2/& 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。
b"9,DQB=i 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
}FVX5/.' 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
g7i6Yj1 下面我们可以对这几个问题进行分析。
l0)uu4| (7,Awf5D~ 五. 问题1:一致性
P#PQ4uK \ 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?|
?Pc3*. 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
p7er04/}\ >j3N-;o@? struct holder
Bs}>#I {
fO nvC* //
w.H+$=aK template < typename T >
lX3h'h T & operator ()( const T & r) const
eH{ 9w8~ {
6Tnzg`0I return (T & )r;
]9Hy
"#Fz }
:~Y$\Ww(~ } ;
R3A^VE;qP 5{Wl(jwb 这样的话assignment也必须相应改动:
RkzBn P+h&tXZn8 template < typename Left, typename Right >
67?5Cv class assignment
63=m11Z4 {
'o L8Z Left l;
qzz'v Right r;
|#6Lcz7[ public :
Ip0q&i<6 assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
.<dmdqk] template < typename T2 >
4^&vRD, T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
CgC wM=!r } ;
4aC#Cv:0 ZD(gYNi 同时,holder的operator=也需要改动:
C+5nft6: 8vK&d> template < typename T >
J^4k} assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
2wCRT}C {
FQ%mNowuj return assignment < holder, T > ( * this , t);
5FxU=M1gF }
!=:c8V
~A/_\- 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。
x#D=?/~/Kv 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
3
6
;hg# {W]jVh p return l(rhs) = r;
AK
HH{_ 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。
s? Kn,6Y 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
}T,uw8?f! >YLm]7v} template < typename Tp >
v&n&i? class constant_t
\BL9}5y {
@#apOoVW> const Tp t;
SCij5il% public :
VzesqVx constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
)Yml'?V" template < typename T >
?}[keSEh> const Tp & operator ()( const T & r) const
VM[8w` {
D3PF(Wx return t;
il~,y8WTU{ }
jTnu! H2o } ;
/7^~* -bwl~3ZTi 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
OjZ@_V: 下面就可以修改holder的operator=了
uZ+< zlfm})+G template < typename T >
1*fA>v assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
RulIzv {
&,zeBFmc return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
\!r^6'A }
$Tg$FfD6& C7#$s<>TO 同时也要修改assignment的operator()
q)*0G* ArY'NE\Htt template < typename T2 >
'' 6 T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
4rm/+Zes 现在代码看起来就很一致了。
cu-WY8n scdT/|(U$ 六. 问题2:链式操作
E_K7.c4M 现在让我们来看看如何处理链式操作。
:R)IaJ6) 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。
DI_mF#5q 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。
amRtFrc| 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。
H|Ems}b 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
a|.u; ]l%j>Vb!L template < typename T >
{F j`'0Xu; struct result_1
G;e}z&6<k {
l_:%?4MA typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
)7^jq| } ;
KjadX&JD c\Dv3bF 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:
utr_fFu om1 /9 template < typename T >
XL:7$ struct ref
]9' \<uR {
rhrlEf@ typedef T & reference;
]Uu/1TTf } ;
+~-|(
y template < typename T >
DcOLK\ struct ref < T &>
g=)@yZ3>v {
;bX{7j typedef T & reference;
r$KDNa$/a } ;
xInWcQ
:9<5GF( 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
L-XTIL$$ S'txY\ template < typename T >
Dg@6o typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
M-NR!? 9 {
FB@G.f return l(t) = r(t);
yZ`\.GgC^& }
/vu7;xVG 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。
_xJ&p$& 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
_/Hu'9432 V|7 cdX#H 有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么
yxH[uJpb _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
mU!c;O _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
FQ5# v{ +5 调用divide的对象返回一个add对象。
%]-tA,u 最后的布局是:
W/ERqVZR] Add
R$q:Ct / \
m*1=-"P Divide 5
R&?p^!`% / \
i[B%:q:& _1 3
9I,Trk@& 似乎一切都解决了?不。
V{][{5SR 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。
1peN@Yk2W 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。
'>Z
Ou3> 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:
Q]8r72uSk t4h* re+ template < typename Right >
uB\A8zC assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
o\N),;LM Right & rt) const
k20tn
ew {
|K]tJi4fz return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
dQ<EDtap }
l{<@[foc 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
139_\=5|U/ 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。
Y9ru~&/o$ 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。
hGsYu ) 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。
},l3N K 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。
o!Y7y1$ 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?
MD +Q_ 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:
+7=3[K Lr`yl$6 template < class Action >
(uSfr]89' class picker : public Action
S;Vj5 {
3o h(d.Z public :
1c]GS&(RP picker( const Action & act) : Action(act) {}
@sP?@<C // all the operator overloaded
WkT4&|POJ } ;
;e+ErN`a.~ )Ipa5i>t 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。
$(BW |Pc 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
p &A3l KyjN' F$ template < typename Right >
0ZO!_3m$r picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
'h$1vT {
T5ol2 return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
4v;/"4)' }
7v{Dwg YQ]W<0( Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
env]*gx+= 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。
jVr:O` =m UtBD.; template < typename T > struct picker_maker
/)j:Y:5 {
{a(TT)d typedef picker < constant_t < T > > result;
2QdqVwm } ;
8< R#} template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
W_%Dg]l
{
6:H@=fEv typedef picker < T > result;
^5OR%N) } ;
HN\9d WmeV[iI 下面总的结构就有了:
k/>k&^? 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。
Z<`QDBN"4 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。
3qP!
(* picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
$%ps:ui~X 至此链式操作完美实现。
y\S}U{*Z' n* uT 3>ytpXUEGx 七. 问题3
@PutUYz 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。
<d8Yk>R i6aM}p< template < typename T1, typename T2 >
rOX\rI%0+ ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
!Eu}ro.} {
MGK%F#PM return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
T)MKhK9\Ab }
`$05+UU H+` Zp 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
Pa+%H]vB {;q
zz9 | template < typename T1, typename T2 >
cJMp`DQzc struct result_2
Nzf tc {
)
}(Po_ typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
m;'ebkq } ;
w=,bF$:fIW 13kl\<6 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?
)m|)cLT& 这个差事就留给了holder自己。
wZ0RI{)s' UZz/v#y~ `fS$@{YI_ template < int Order >
]@0C1r class holder;
Kqm2TMO]>V template <>
y2KR^/LN|Y class holder < 1 >
@kd`9Yw {
:>f}rq public :
jBb:) template < typename T >
A{MMY{K3 struct result_1
qx|~H'UuBN {
\(C6|-:GY typedef T & result;
~m3Q^ue } ;
yhc}*BMZ template < typename T1, typename T2 >
a[I
: ^S struct result_2
*mby fu0q {
;?4EVZ#o typedef T1 & result;
<- L}N ' } ;
~wvu7 template < typename T >
6/6M.p typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
]jjHIFX {
zc K`hS return (T & )r;
*PM#ngLX}r }
}]<0!q &xB template < typename T1, typename T2 >
4
Fl>XM typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
]Q$S ei5 {
}p5_JXBV return (T1 & )r1;
Kl_(4kQE_ }
)V d^#p } ;
$t0o*i{ f\xmv|8 template <>
wDR/Vr"f class holder < 2 >
5If.[j{ {
,+~8R" public :
q#=HBSyM template < typename T >
5/8=Do]( struct result_1
Y
\ Gx| {
R"W5R- typedef T & result;
|yS % } ;
2D UY4Ti template < typename T1, typename T2 >
HA$Xg
j struct result_2
0RgE~x!hI {
F_G .$aCc typedef T2 & result;
fJOwE
g| } ;
b+1!qNuCW# template < typename T >
1%ENgb:8 typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
L+N\B@ 0- {
M0yv=g return (T & )r;
!#d5hjoX
}
&+ "<ia( template < typename T1, typename T2 >
`R;i1/ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
LI*=T {
,BUrZA2\U$ return (T2 & )r2;
,oykOda:| }
(@->AJF1\ } ;
I3HO><of DL`8qJ'mJs IdqCk0lVD 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> >。
j"K^zh 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
C#-HWoSi 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
}{y)a<` p4V* %A&w return l(i, j) = r(i, j);
|sd G<+ 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
NOg/rDs'{ 0<7sM#sI! return ( int & )i;
?Z2`8]-E return ( int & )j;
Unvl~lm6 最后执行i = j;
3\2%i6W6 可见,参数被正确的选择了。
)r^vrCNy> BmKf%:l} P -NR]f VCfHm"'E8 -0UR%R7q 八. 中期总结
.fbY2b([ 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:
?5FlbiT 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
!B 4z U:d 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
)9^)t 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
Z#.1p'3qm1 ,Kl:4 Tv <rtKPlb// /jNvHo^B ! ui ^3[_4av 九. 简化
6se8`[ 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。
)X-'Q - 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
8tQ;N' 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:
XwUa|"X6 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
?r KbL^2 +-*/&|^等
MA,*$BgZ 2. 返回引用。
EjL]#,QR =,各种复合赋值等
)by7[I0v 3. 返回固定类型。
Tf~eH!~0 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
yUj`vu2 4. 原样返回。
o3V\ operator,
<Y."()}GeH 5. 返回解引用的类型。
o2X95NiH operator*(单目)
/cb`%"Z 6. 返回地址。
JcUU#> operator&(单目)
}/dk2!?ig 7. 下表访问返回类型。
0KnL{Cj operator[]
M^[;{p2uZ 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
_tJt
eDRY operator<<和operator>>
] L97k(:Ib hH 5}%/vF 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。
<Xl#}6II 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
%ggf|\-e P&sWn?q Ol template < typename Left >
)w0x{_ struct value_return
+!0K]$VZs {
@QV0l]H0+ template < typename T >
*#'j0;2F struct result_1
tBbOxM m0 {
PQDLbSe)\ typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
\?;
`_E`j } ;
ep=r7Mft :~ pGHl template < typename T1, typename T2 >
3("C'(W struct result_2
KEtV {
+9w[/n ^,G typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
.ojEKu+EJ' } ;
gYhY1Mym } ;
9T;4aP>6j# lhKn&U Hl`OT5pNf 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
`*Yw-HL UB.1xcI 下面我们来剥离functor中的operator()
UxL*I[z5 首先operator里面的代码全是下面的形式:
5X20/+aT HwHF8#D*l return l(t) op r(t)
O;~e^ <* return l(t1, t2) op r(t1, t2)
}3^m>i*8 return op l(t)
-T,?'J0 2 return op l(t1, t2)
lFGuQLuqA{ return l(t) op
&1$d`>fn return l(t1, t2) op
r|EN 5 return l(t)[r(t)]
aOH|[ return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
^K;k4oK EY )2, 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:
. :Skc 单目: return f(l(t), r(t));
j:h}ka/!p return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
sq!$+=1-X 双目: return f(l(t));
mY.v: return f(l(t1, t2));
1Z)Et, 下面就是f的实现,以operator/为例
iX$G($[l( G
IN|cv= struct meta_divide
#B;P4n3 {
~Jk&!IE2 template < typename T1, typename T2 >
,B[j{sE static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
tw_o?9 {
moM?aYm return t1 / t2;
1(gs({ }
7v*gwBH } ;
ZeP=}0TGjn =vbG'_[7 这个工作可以让宏来做:
053bM)qW uZC=]Ieh #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
YI g(^>sq template < typename T1, typename T2 > \
cD0rU8x static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
{Sf[<I 以后可以直接用
,WRm{v0f^ DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
U05;qKgkDF 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
OP`f[lCiL (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。。。)
hx9{?3# Ca|egQv E+aePo U 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
S"cTi[9 m\56BP-AM template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
5dePpF D5 class unary_op : public Rettype
xU.1GI%UPu {
fzIs^(:fl Left l;
; ~pgF_ public :
r[S(VPo[() unary_op( const Left & l) : l(l) {}
G:<f(Gy cLV*5?gVO template < typename T >
i>YS%&O? typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
F_Y]>,U {
/'sv7hg+ return FuncType::execute(l(t));
w\)K0RN }
,U~A=bsa h3o'T=`Sm template < typename T1, typename T2 >
%T({;/ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Sc7 Ftb% {
4j={ 9e< return FuncType::execute(l(t1, t2));
V4[-:k }
!Y ,7% } ;
AS7L cUY- iFd
!ED 同样还可以申明一个binary_op
{ ADd[V 'z$$ZEz!C template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
;P91'B~t class binary_op : public Rettype
{7o3wxsS {
6KMO*v Left l;
-G(me"Cu Right r;
.nPOjwEx&Y public :
JOJ.79CT binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
XQo\27Fo ;|q<t template < typename T >
C?\(?%B typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
iXDG-_K {
9{u= return FuncType::execute(l(t), r(t));
F7DA~G! }
DpRMXo[ W_W !v&@E= template < typename T1, typename T2 >
'H530Y\ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
RlOy,/-< {
6
9>@0P return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
g(@F`W[ }
^Hx}.?1 } ;
e9{ii2M $
VT) |'h(S| 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
L/i'6(=" 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
z@,pT"rb DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
1}d
F,e 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。
Va8
}JD 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
UY3)6}g6 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。。。
ZC?~RXL( 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
t<45[~[ 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)
(Ceru o S 下面是修改过的unary_op
i!a!qE.1 }j/\OY _& template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
Rw?w7?I class unary_op
)]fsl_Yq {
3Bl|~K;- Left l;
Z>g72I%X "V[j&B)P public :
Ok!P~2J L]=]/>jQ6 unary_op( const Left & l) : l(l) {}
YK/? mj1x Qc7*p]E& template < typename T >
}F>RIjj struct result_1
v3DK0 MW {
2u]G]:ml typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
``/L18 } ;
% !@E)%d0 jj{:=lZB template < typename T1, typename T2 >
p/{%%30ke struct result_2
{8m&Z36E {
Qw0k-t0=4 typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
Cff6EE } ;
j,OA>{-$ xm{?h,U, template < typename T1, typename T2 >
P.Ntjz/B typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
5gf
~/Zr {
|Yl i~Qx return OpClass::execute(lt(t1, t2));
HhynU/36 }
2 5~Z%_? \l!+l template < typename T >
=F\Xt " typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
TzKM~a# {
&& ]ix3 return OpClass::execute(lt(t));
WSozDNF!'f }
lV'?X% bc(MN8b ]j } ;
-C2!`/U
#w; "s* n*[ZS[I 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
3eUi9_s+ 好啦,现在才真正完美了。
02,t 现在在picker里面就可以这么添加了:
>#h,q|B Yi9Y`~J template < typename Right >
fM.#FT?? picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
[[[C`H@ {
2bCfY\k return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
hJSvx }
.i;.5)shsu 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。
LH54J;7Y `oMZ9Gq2E QvbH " 7 "}X+vd`` vd%AV(]<LJ 十. bind
AJ\gDjj< 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。
&$XTe2 先来分析一下一段例子
?l~qb]._ :Quep-:fy< #H6YI3
`G int foo( int x, int y) { return x - y;}
V?OTP&+J% bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
|M?s[}ll bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
,=e.QAF!" 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
-3ePCAtXbe 我们来写个简单的。
S:z|"u:+ 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
yV`Tw"p 对于函数对象类的版本:
@G;9eh0$ jTS8
qu template < typename Func >
1L`V{\_0s struct functor_trait
,hf W2} {
ViW2q"4= typedef typename Func::result_type result_type;
]U#of O } ;
)"?'~ 5A 对于无参数函数的版本:
w<~[ad} f
I%8@ : template < typename Ret >
GJWGT`" struct functor_trait < Ret ( * )() >
0=&S?J#! {
%<^^ Mw typedef Ret result_type;
bGwOhd<. } ;
BvvjaC 对于单参数函数的版本:
{_!,T%>+1 p"P+8"` template < typename Ret, typename V1 >
^U?Ac= struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
UIU Pi
gd {
m=n79]b:N typedef Ret result_type;
;%0kzIvP } ;
bj`GGxzOb 对于双参数函数的版本:
KC"S06 Rk5#5R n template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
-0 xo6'mD struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
Zb_A(mnzh {
1>[#./@ typedef Ret result_type;
Ep(xlHTv } ;
mxEe
-q 等等。。。
} J?,?>Z 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
>-V632(/{o z
8M\(< template < typename Func >
n><ad*|MX struct func_return
k5>UAea_ {
+8xT}mX template < typename T >
48z%dBmTT* struct result_1
o6^ETQ {
TfJ*G6\7e# typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
uhj]le! } ;
t;Z9p7rk +wz1kPRs template < typename T1, typename T2 >
7:g_:}m struct result_2
[*u\ S {
#8L:.,AYE typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
khjdTq\\ } ;
]i075bO/ } ;
&KBDrJEX 8g:VfzaHu 13 h,V]ak 最后一个单参数binder就很容易写出来了
w;Azxcw %AJ9fs4/ template < typename Func, typename aPicker >
V5-!w0{ class binder_1
%h(%M'm? {
kIa16m Func fn;
9:g A0Z aPicker pk;
_1RvK? ;.{ public :
J;<dO7 j5 fn/?I\ template < typename T >
s#<fj#S struct result_1
t{B@k[| {
Z^Um\f typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
Z79 6;qk } ;
u[KxI9Q >VZxDJ$R template < typename T1, typename T2 >
G0m$bi=z struct result_2
4S*ifl {
<BT18u\ typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
Kn3Xn`P? } ;
R`$Y]@i&B 74N_> 1!j binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
$aEv*{$y I*j~5fsS' template < typename T >
fJ\?+, typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
Y5 ;a {
*.eeiSi{ return fn(pk(t));
E$z- |-{> }
cQxUEY('+ template < typename T1, typename T2 >
94O\M
RQ* typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
~$>JYJj {
y+Nw>\|S return fn(pk(t1, t2));
Q}^Ip7T }
1p5'.~J+Q } ;
\:F$7 *Ne &HLG<ISw D1+1j:m 一目了然不是么?
c2Z!Vtd 最后实现bind
F,)+9/S& L_9uwua.B~ $DfK}CT template < typename Func, typename aPicker >
117lhx].' picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
UrciCOQf {
lvODhoT return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
/~s<@<1!X }
'\d
ldg#P
BUwL? 2个以上参数的bind可以同理实现。
0\"#Xa+}8 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
<uBRLe`) huA?*fat 十一. phoenix
qZE3T:S Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
A@_>9; ~9APc{"A for_each(v.begin(), v.end(),
jP/Vqe%%8 (
z
&P1C,n) do_
5m'AT]5Tn_ [
d3\?:}o, cout << _1 << " , "
%^E7Iqc ]
t
zd#9 # .while_( -- _1),
Z5oDj|&l} cout << var( " \n " )
P@G U2[1 )
)TVd4s(e );
"y*3p0E !oXFDC3k 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
k4<28 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
Q|+ a operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
>&e=0@?+G 那么我们就照着这个思路来实现吧:
Nz3+yxv1 [*It' J^ 55ec23m template < typename Cond, typename Actor >
N;YFr class do_while
a+J> {
6Q>:vQ+E Cond cd;
oV['%Z' Actor act;
tA4Ra,-c public :
Oq% TW|a# template < typename T >
:4 z\Q] struct result_1
3QZm
*.
/" {
OAiW8BAe typedef int result_type;
(y?F8]TfM } ;
d])ctxB e0TxJ* do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
RLL
ph gCsN\z template < typename T >
ox<&T| typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
2G-"HOG {
`WCL-OoZc5 do
l=T;hk {
6W1+@
q act(t);
aY,Bt }
jyF*JQjK4 while (cd(t));
4qE4 i:b return 0 ;
<)LR }
gfN=0Xj4 } ;
?5ZvvAi &0[L2x}7
Opf)TAl{ 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
w (`g)` 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
IQC[ewk 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
S-\wX.`R1 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
FsO-xG"@" 下面就是产生这个functor的类:
KI#v<4C$P >Q(\vl@N= 5Hj/7~ = template < typename Actor >
.H M3s class do_while_actor
E(6P%(yt8 {
*)B \M> Actor act;
*re?V9 public :
NL
` do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
A)!W VT&2A }&7kT7ogO template < typename Cond >
vf>d{F^rv picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
Bi;a~qE } ;
}OnU32P `_GCS,/t 03|nP$g 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
xjnAK!sD 最后,是那个do_
s}Go")p<: ;xw9#.d#D ` W);+s class do_while_invoker
Z/: yYSq {
E Lq1 public :
;c]O *\/ template < typename Actor >
6W3oIt do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
]Oo!>iTQi {
:epB:r return do_while_actor < Actor > (act);
p`7d9MV^ }
]<YS7.pT } do_;
[R8BcO( r9bAbE
bI 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
C_ d|2C6 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
W[`ybGR< 最后来说说怎么处理break和continue
(>u1O V 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。
ND?"1/s 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 ]