一. 什么是Lambda l+?sR<e?!
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 sA+( |cEh
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, 83Fmu/(
d^`n/"Ice
X&,a=#C^
r4 ;nkx
class filler Chtls;Ph[
{ ET|4a(x
public : NaeG)u#+
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} S?Uvt?
} ; JwUz4
{!"lHM%
$"Nqto~
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: fJn4'Q*U
KPa&P:R3
$HV`bJ5!L*
U?ZxQj66}
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); |LE*R@|3$
^2mCF
hle@= e/n
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 `~LaiN.
}k6gO0z
1VG7[#Zy
_i0,?U2C
二. 战前分析 s?&UFyYb,
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。 <2PO3w?Z
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 C6:;
T%
9Oc(Gl5az
-[7S.
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 6CzN[R}
/* --------------------------------------------- */ k7bfgb{
vector < int *> vp( 10 ); 3yM!BTlX
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); -)E6{
/* --------------------------------------------- */ +Z/aG k;
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); $9<P3J 1
/* --------------------------------------------- */ Mj:=$}rs^
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); {c=H#- A
/* --------------------------------------------- */ &fwb?Vn4
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); >\ PNKpn{
/* --------------------------------------------- */ y!kM#DC^
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); |z.Ov&d4)(
;3N>m|?D=
m H&WoL<K
Qs\!Kk@
看了之后,我们可以思考一些问题: [\)irCDv
1._1, _2是什么? gOn^}%4.I
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。 }I#,o!)Vd
2._1 = 1是在做什么?
Tv~Ys#
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。 XNB4KjT
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。 Su[f"2oR
Y_M3-H=0
x5!lnN,#
三. 动工 J ?H|"
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: zvh&o*\2<d
hgF4PdO1e
Rm=[Sj84
)cxML<j'
template < typename T > BxGz4
class assignment c`!8!R
{ `xu/|})KI
T value; 08;t%[R
public : (J\Qo9Il
assignment( const T & v) : value(v) {} 3AarRQWsn
template < typename T2 > 1EA} [x
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } Pqv9>N|
} ; I i J%.U
PD@@4@^
SR&'38UCe
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 REKv&^FLN
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment W$?Bsz)
Y1U\VU
0D_{LBO6LU
,2^zX]dgM
class holder T\$r|
{ oA$]%
public : )\0LxsZ
template < typename T > #wZBWTj.
assignment < T > operator = ( const T & t) const J l9w/T
{ Ke,$3Yx
return assignment < T > (t); ='GY:. N
} isV9nWo$
} ; 1M/_:UH`
/*)
=o+
$eUJd Aetk
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: **lT 'D
YNWAef4
static holder _1; EXTQ:HSES
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 O=wu0n
'P<T,:z?
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); =;@?bTmqD
而不用手动写一个函数对象。 dFVm18
,daZKxT
9x[|75}l
rD SUhO{V
四. 问题分析 IBe0?F #
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 334tg'2]
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 4|DGQ
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 MbeO(Q
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Xw[|$#QKM
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ?*)wQZt;
8gI~x.k`
五. 问题1:一致性 !)TO2?,^
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?| ,mW-O!$3W
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 8t
Ef>
F
B7.b
struct holder 7Yd]#K{$
{ ^J$?[@qD
// q<*UeyE
S
template < typename T > \hT=U*dMR
T & operator ()( const T & r) const ITu5Y"x
{ G u P1
return (T & )r; 7e
D<(
} 9a0ibN6m
} ; W-ll2b
#-Nc1+gu
这样的话assignment也必须相应改动:
dJwE/s
![#>{Q4i
template < typename Left, typename Right > |Y\BI^
class assignment 3"J85V%h]n
{ 8]-c4zK
Left l; -?&s6XA%#
Right r; b".e6zev
public : WF0[/Y
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} F),wj8#~>-
template < typename T2 > 5W=jQ3 C
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } &fYV FRVkq
} ; *ioVLt,:R
j9Y'HU5"
同时,holder的operator=也需要改动: &DgJu.
SH${ \BKup
template < typename T > SvD^'(
x
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const t)/:VImY
{ l&1R`g cW
return assignment < holder, T > ( * this , t); nofK(0TF
} 51lN,VVD
P1f@?R&t+
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。 H%AC *,
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 c_YP#U
j?
P=}_Ru
return l(rhs) = r; XKq}^M&gy
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。 <X,0\U!lL
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: E\!<=
T=n)ea A
template < typename Tp > nd/.]"
class constant_t m=uW:~
{ rF8nz:8
const Tp t; ai,Nx:r
public : 5*W<6ia
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} XLNR%)l
template < typename T > k^Q>
const Tp & operator ()( const T & r) const Lu@'Ee!>G
{ iCrLZ"$M
return t; ?H2{R:
} ~9KxvQzt
} ; 1-M\K^F
dW8M^A&
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 PRE\2lLY
下面就可以修改holder的operator=了 (]l}QR%Bxu
{a `#O9
template < typename T >
,m-/R
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const D7"RZF\)
{ YzD6S*wb
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); {KO+t7'Q
} )KPQ8y!d
)D1=jD(
同时也要修改assignment的operator() x.OCE`
^cy.iolt
template < typename T2 > M)1?$'Aq
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } T8ftBIOi
现在代码看起来就很一致了。 ^5yFb=2
lB
Y "@N
六. 问题2:链式操作 L~])?d
现在让我们来看看如何处理链式操作。 3\Ma)\>R\-
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 [Q=NGHB1/
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 K !MIA
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 |tkhsQ-;
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct *j0kb"#
LYv$U;*+
template < typename T > hD5G\TR.
struct result_1 mSu1/?PS
{ jK{)gO
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; \:/:S"-
} ; 3Y}X7-|)Z
aMaFxEW
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: *75?%l
(t\
F>A
template < typename T > n
7Bua
struct ref j5yxdjx9
{ 9(PQ7}
typedef T & reference; k}yUD 0Y
} ; uS%Y$v
template < typename T > C
{GSf`D!T
struct ref < T &> -`o22G3w
{ ?xbPdG":R
typedef T & reference; ma<+!*|
} ; [e:mRMi
m:1f7Z>
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ??!+2G#%!
' N@1+v=
template < typename T > .Y"H{|]Mnh
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ,%FBELqOW
{ 3'H 1T
return l(t) = r(t); y~cDWD<h
} *Q@%<R
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。 ^mu?V-4
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 f.4m6"1
HJn
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 Z,~EH
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: *Hnk,?kPq
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 FYe(SV(9
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 \v'\
Ea~
最后的布局是: Q]q`+ Z65
Add 1qw*mV;W)_
/ \ ]i3 1@O
Divide 5 3',|HA /x
/ \ $RYsqX\v
_1 3 CqRG !J
似乎一切都解决了?不。 V*m@Rs!)2
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 G@O~*k1v
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 <L1;aNN
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: 0pSqk/
nbpGxUF`]
template < typename Right > ].j;d2xT\
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const p)$DpNL% p
Right & rt) const ZPT6
pJ
{ Kug_0+gI
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); U/e$.K3v
} "1P>,\Sjg
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ]0VjVU-
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ?~;8Y=O
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 i9NUv3#
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 ` R;6]/I?
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 /GK1}h
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? *)V1Sd#m
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: MmjeFv
RE72%w(oM
template < class Action > Hvn{aLa.
class picker : public Action nH#|]gVI
{ K&t+3O
public : 4&Q.6HkL
picker( const Action & act) : Action(act) {} O;u&>BMk
// all the operator overloaded u'o."J^&'
} ; VFZ_Vw
a]<y*N?qu
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 C>d_a;pX
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: <mm.b
^MyuD?va
template < typename Right > M>pcG.6V
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const !);kjXQS?
{ ]vJ]
i<|b
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); J!$q"0G'WT
} Fu*~{n
C0xjM0
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > X
8V^
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。 iUv#oX
H
T9@W,0#
template < typename T > struct picker_maker !+;'kI2
{ ~Bll\3-=
typedef picker < constant_t < T > > result; NArql
} ; %"2;i@
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > #Z'r;YOzs
{ VpDNp
(2
typedef picker < T > result; JsfX&dX0
} ; O<&8gk~
ZgN )sVJ
下面总的结构就有了: fZqMznF
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。 8y-Sd\0g
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。 +mReWf:o
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 'WEypz
至此链式操作完美实现。 <+1d'VQ2
3|=9aM^ x^
n+Ia@$|m
七. 问题3 =Fq"lq %
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 "t4$%7L]
x
\.qzi
template < typename T1, typename T2 > vJheM*C
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _;]
3w
{ X~DI d
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); H\OV7=8
} SH"e x,=
gK {-eS
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: ^f:oKKaAW;
L'dR;T[;
template < typename T1, typename T2 > }uJH!@j
struct result_2 !ejLqb
{ 2|xNT9RW
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; rZ0+mS'/G
} ; <,%qt_
!
W}<'Y@[,
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? B|Y6;4?
这个差事就留给了holder自己。 (mHCK5
rkF]Q_'`t;
|IbCN
template < int Order > `K.2&6xc
class holder; 0B0Uay'd_
template <> Xsvf@/]U
class holder < 1 > B'( /W@
{ tta\.ic
public : O1+2Z\F
template < typename T > -r%3"C=m
struct result_1 +I$ k_
{ E2 M|b
typedef T & result; @Sxb}XI!f
} ; :wn9bCom?M
template < typename T1, typename T2 > f%Y'7~9bA
struct result_2 9%>GOY
{ xEt".K
typedef T1 & result; ={[s)G
} ; Ww9%6 #it
template < typename T > Y#9dVUS
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 39jnoT
{ 7^}np^[HB
return (T & )r; =-XI)JV#
} /&g5f4[|p
template < typename T1, typename T2 > j]uL9\>
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ^l}Esz`-M
{ N=e-"8
return (T1 & )r1; dg9
DBn#
} 8lAs~c
} ; gO kq>i_
;Kq/[$~0
template <> {\!_S+}{
class holder < 2 > 3urL*Fw,
{ %:bTOw[4r
public : ][b_l(r$?
template < typename T > AV"fOK;#A
struct result_1 v%_5!SR
{ Tx)X\&ij&
typedef T & result; %d<uOCf\Q
} ; u{F^Ngy
)
template < typename T1, typename T2 > zKycd*X
struct result_2 ykY#Y}?^
{ 0'Kbh$LU
typedef T2 & result; r;gtfX*
} ; pBW|d\8
template < typename T > <ob+Ano$
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const t{\,vI
{ {ZiZ$itf
return (T & )r; 9C?;'
} ZeVb< g
template < typename T1, typename T2 > 6\MH2&L<
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const RP}.Ei
{ ?]i.Zi\[f
return (T2 & )r2; so~vnSQ!x
} +8tdAw
} ; 86[/NTD<-
,2H@xji
[
[ugBVnma
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> >。 fmuAX w>
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: QLx]%E\
首先 assignment::operator(int, int)被调用: wB(A['k
9$-V/7@)
return l(i, j) = r(i, j); DOi\DJV!
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) C_>dJYM
h?f)Bt}ry
return ( int & )i; (E'f'g
return ( int & )j; ^a=,,6T
最后执行i = j; FX+;azE7
可见,参数被正确的选择了。 5v51:g>c
![ &
go
p&Usl.
NXQdy g,
y:TLGQ0
八. 中期总结 yQkj4v{
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: Jvysvi{8
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 %G~f>
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 cN/8b0C
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor cTy;?(E
zD>:Kj5
7x
*]
!<psK[
o<\CA[
ZJL[#}*
九. 简化 .}QR~IR'
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 gAcXd<a0
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 X@$x(Zc
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: %]/O0#E3Kz
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Y b57Xu
+-*/&|^等 AL #w
2. 返回引用。 DL&\iR
=,各种复合赋值等 9v_B$F$_T
3. 返回固定类型。 0E9LZOw4T
各种逻辑/比较操作符(返回bool) /IDfGAE
4. 原样返回。 XWQp-H.
operator, joa|5v'
5. 返回解引用的类型。 :b^\O
operator*(单目) ]YF[W`2h
6. 返回地址。 1:I47/
operator&(单目) Z-(V fp4
7. 下表访问返回类型。 l`s_Id#
operator[] tOn_S@/r
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 n !ty\E
operator<<和operator>> L_Q1:nL-0
'Wv=mBEfZ
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。
Do3;-yp>`
例如针对第一条,我们实现一个policy类: -\mbrbG9H
wIi_d6?
template < typename Left > 2=pVX
struct value_return )*[3Imq/
{ ^MPl
wx
template < typename T > Og8:
struct result_1 R8
1z|+c|_
{ |2,'QTm=
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 0)}bJ,5/
} ; ;M '?k8L
Ip}(!D|
template < typename T1, typename T2 > ]V!q"|
struct result_2 ~`Q8)(y<#$
{ ^cO^3=
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Q`#Y_N-h+
} ; D]nVhOg|
} ; !|P>%bi
\wY? 6#;
2+pLDIIT
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Gq4~9Tm)*
g0-hN%=6
下面我们来剥离functor中的operator() _1w?nN'
首先operator里面的代码全是下面的形式: 2J;h}/!H
Q/T\Rr_d
return l(t) op r(t) Yc+0OBH[
return l(t1, t2) op r(t1, t2) #`P4s>IL1
return op l(t) V9 <!pMj
return op l(t1, t2) %;0Llxf"
return l(t) op /JPyADi
return l(t1, t2) op wTBp=)1)f
return l(t)[r(t)] q7-Eu4w
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] uQ4WM
D0(QZrVa
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: q|)8VmVV
单目: return f(l(t), r(t)); E7E>w#T5
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Jt6~L5[_s
双目: return f(l(t)); X5kIM\
return f(l(t1, t2)); ;5tSXgGw7
下面就是f的实现,以operator/为例 D@T>z;
Q>s> @hw
struct meta_divide oWGtKtDhH
{ J[fjl6p
template < typename T1, typename T2 > FilHpnQCt
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) W.h6g8|wx
{ CA[-\>J7y
return t1 / t2; NNC@?A7
} P E1F3u>O
} ; hz8Y2Ew
>/;V_(
这个工作可以让宏来做: N_TWT&o4
F-%wOn /
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ l%h0x*?$
template < typename T1, typename T2 > \ v*}r<}j
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Mfjj+P
以后可以直接用 pQc5'*FKd
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) WTi8
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 OF^v;4u
(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。。。) F$Q(2:w
F)4Y;;#
&mj98
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 {<7!=@j
r
(Ab+1b
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ?[Xv(60]
class unary_op : public Rettype j["b*X`8G
{ d[ql7
Left l; )24r^21.q
public : `mV&[`NZ
unary_op( const Left & l) : l(l) {} i,>yIPBU!
(C/2shr 8
template < typename T > ^]}UyrOn
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const fw@n[u{~
{ '6*^s&H~
return FuncType::execute(l(t)); 2<Lnfc<^k
} 3 A2X1V"
G"&9u2 k
template < typename T1, typename T2 > X
$LX;Lv
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Y85M$]e,
{ <^+~?KDZM
return FuncType::execute(l(t1, t2)); f]H[uzsV
} iTi]D2jC
} ; `Y`Ujr\6
n2\;`9zm
_SM5x,Zd
同样还可以申明一个binary_op e_6VPVa
(i4=}Kn2
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > .XR`iXY
class binary_op : public Rettype &VtTUy}
{ dXgj
Left l; zk8s?$
Right r; 1euL+zeh
public : gZ6]\l]J{
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} uev$5jlX
o9-b!I2
template < typename T > BE/#=$wPjM
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [r%WVf.#d
{ qCg`"/0
return FuncType::execute(l(t), r(t)); E,,)?^ g
} tW;?4}JR
kxU<?0
template < typename T1, typename T2 > 86!"b
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;pu68N(B
{ rnWU[U8%
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); "HTp1
} -.=q6N4
} ; "2HSb5b"`
<H3 njv
iL f:an*vH
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 @D_=MtF<
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 CYA#:
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 4G;FpWQm
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。 [|PVq#(
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! x]|8
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。。。 B,?Fjot#m
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 uKF?UXc
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) HlEp
Dph%
下面是修改过的unary_op e<s56<3j
1'tagv?
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > -:IG{3fnu
class unary_op ],vUW#6$N
{ 6B
4Sd
Left l; ^mr#t #[e
9B&QY 2v
public : e6n1/TtqM
=/wAk0c^y
unary_op( const Left & l) : l(l) {} i1RU5IRy|j
tX)l$oRPr
template < typename T > b6%T[B B
struct result_1 iR
j/Tm*T'
{ MkJ}dncg*
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; /MHqt=jP6
} ; csZIBi
Am=D kkP%
template < typename T1, typename T2 > hM
struct result_2 5m2(7FC%su
{ WK5~"aw
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 6kH47Yc?
} ; 1{\{'EP{
V*P3C5l
template < typename T1, typename T2 > 7e$\|~<
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const kGhWr M
{ F#S^Q`
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); qGG
} sIQd}
hYRGIpu5
template < typename T > Ql8E9~h
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |eT?XT<=o
{ q
H&7Q{
return OpClass::execute(lt(t)); sXm8KV
} -FA]%Pl<'
8`E9a
} ; nnLE dJ}n
Am3^3>
Iw(2D(se
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 [oN}zZP]
好啦,现在才真正完美了。 {?*3Ou
现在在picker里面就可以这么添加了: LQ4GQqS*
jSbO1 go#
template < typename Right > Qo+_:N
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const pjr,X+6o
{ yP2[!vYw
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); %m[
:},
} J0xOB;rd
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。 SpbOvY=>
N\b%+vR
[AE-~+m)^
b%>vhj&F
>Ya+#j~CZ
十. bind hU=n>g>nx
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。 /C"dwh"``
先来分析一下一段例子 T)Z2=5V
9u<4Q_I`
=)5eui>{
int foo( int x, int y) { return x - y;} XE);oL2xP
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 ^yDCX
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
>QRpRHtb
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。 5_";EED
我们来写个简单的。 TA;
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
8mTjf Br
对于函数对象类的版本: \[&`PD
<(x[Qp/5P
template < typename Func > 1c);![O
struct functor_trait De`)`\U
{ '9cShe
typedef typename Func::result_type result_type; .Q
FGIAM
} ; VyK]:n<5Q
对于无参数函数的版本: 5sui*WH
7m0sF<P{g
template < typename Ret > YGrmco?G
struct functor_trait < Ret ( * )() > I12WOL q
{ P6w!r>?6N
typedef Ret result_type; wic"a
Y<m
} ; c"R`7P
对于单参数函数的版本: eaP,MkK&
Bv,u kQ\CH
template < typename Ret, typename V1 > _ +Ww1f
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > m@o/ W
{ TNBFb_F
typedef Ret result_type; j3|Ek
} ; "o&_tB;O
对于双参数函数的版本: xsS/)R?
\y?Vou/
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > /NFv?~</k
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > W 0^.Dx
{ A `\2]t$z
typedef Ret result_type; nokk!v /
} ; td-2[Sy
等等。。。 $h1`-=\7
然后我们就可以仿照value_return写一个policy LY}%|w
vgRjd1k.\y
template < typename Func > N@J "~9T
struct func_return }.O,P'k
{ G]5m@;~l5
template < typename T > H%NP4pK
struct result_1 B$A`-
{ Lf _`8Ux
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; A-<\?13uW
} ; o>x*_4[
r@L19d)J
template < typename T1, typename T2 > Q?Vq/3K;
struct result_2 +')\,m "z
{ Sz4YPl
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; {8D`A;KD
} ; I]N?}]uZ
} ; $ ;cZq
xVHZZ?e
VS0
&[bl
最后一个单参数binder就很容易写出来了 l6ayV
NT?Gl(
template < typename Func, typename aPicker > 7J$
class binder_1 %rVC3}
{ V&82U w
Func fn; q9rY++Tv
aPicker pk; 3]DUUXg$
public : [pi!+k
X3zkUMk
template < typename T > ''P.~~ezr5
struct result_1 &Ji!*~sE
{ b:Oa4vBa
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ~i 'Ib_%h
} ; g[<K FVlG
CDcZ6.f
template < typename T1, typename T2 > c!l=09a~a+
struct result_2 }$5S @,
{ W0%cJ8~
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; @ht= (Jk9
} ; gj{2"tE
c?oNKqPzg
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} MKIX(r(|
[5Zs%!Z;8N
template < typename T > mX))*e4k
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #DjSS.iW
{ M qq/k J
return fn(pk(t)); ~bU!4P}4j
} csP 5R3
template < typename T1, typename T2 > ?m5@ 635
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0OLE/T<Xv
{ xu9K\/{7
return fn(pk(t1, t2)); SYkLia(Ty
} v|Y:'5`V
} ; `7<4]#b^o
m' D_zb9+
Y?Ph%i2E
一目了然不是么? n$B SO
最后实现bind ';"W 0
%D|p7&
hh\}WaY
template < typename Func, typename aPicker > 2LS03 27
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) @*W)r~ "~
{ *
S4IMfp
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); -0[?6.(s"
} yn=BO`sgW
@jb
-u S
2个以上参数的bind可以同理实现。 j} ^?3<
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。 e7X#C)
,S(^r1R
十一. phoenix eZpyDw C{
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: j G8W|\8
()K,~
for_each(v.begin(), v.end(), 1#LXy%^tO
( :^~I@)"ov
do_ +[386
[ 7,0^|P
cout << _1 << " , " G&qO{" Js
] tKtKW5n~
.while_( -- _1), F*""n
cout << var( " \n " ) wyF'B
) /'KCW_Q
); nT.i|(xd.
i\E}!Rwl+
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: 1.p2{
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 g\]2?vY.
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ;MH((M/AN
那么我们就照着这个思路来实现吧: 5[<"_
#O3Y#2lI
9eOP:/'}w
template < typename Cond, typename Actor > .W4P/Pw'
class do_while tf?syk+jB7
{ N.r8dC
Cond cd; f.Wip)g
Actor act; FvX<