一. 什么是Lambda n0@e%=H)I
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 :uZcN
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, i4'?/UPc
-78
t0-lM
65=i`!f
Z?G-~3]e
class filler 3tS~/o+]
{ Th`IpxV
public : v)d\
5#7
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} e}(ws~.
} ; fph*|T&R
,8c`
xO'1|b^&
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: d#vq+wR
477jS6 ^e&
t 4{{5U'\
@wYuc{%S
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); wB?;3lTS
!R[o6V5T
9W5vp:G
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 M!,$i
IM}#k$vM:
1}QU\N(t
B<H5WI
二. 战前分析 K
{!eHTU
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。 C*/d%eHD
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 +[V?3Gdb
}PK8[N
\H*"UgS
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); gK9@-e
/* --------------------------------------------- */ {E@Vh
vector < int *> vp( 10 ); km}%7|R?
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); {O]Cj~}
/* --------------------------------------------- */ [wjA8d.
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); v5; c}n
/* --------------------------------------------- */ 2J|Wbey
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); &`Z>z T}
/* --------------------------------------------- */ i?A4uyYwS
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); mG1=8{o^
/* --------------------------------------------- */ hof:36 <
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); |*fGG?}
-nV]%vJ$R}
TF^Rh4
y7u"a)T
看了之后,我们可以思考一些问题: {qp
XzxV
1._1, _2是什么? :;#^h]Q
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 bsmZR(EnU
2._1 = 1是在做什么? xeIt7b?#
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 !eMz;GZ
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 `&LPqb
ol^OvG:TQ
VEkv
JX.
三. 动工 Ww{bh-nyq
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: p[!&D}&6h
mcP]k8?C
kOfbO'O9
}:])1!a
template < typename T > k^w!|%a[
class assignment K63OjR>H
{ z{wJQZ9"
T value; %|*tL7
public : dzjp,c@
assignment( const T & v) : value(v) {} (oBvpFP33
template < typename T2 > }u5/
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } 2`9e20
} ; _K<H*R
^RAst1q7
M2W4 RovfR
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 `aD~\O
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment *P7 H=Yf&
p[2`H$A
&G\Vn,1v
<U%4$83$
class holder T`mG+"O
{ J$F
1sy
public : v6uR[18
template < typename T > ]$oo1ssZ1
assignment < T > operator = ( const T & t) const 0/5
a3-3{
{ Xia4I*
*
return assignment < T > (t); t6DgWKT6
} % CV@FdB
} ; BCMQ^hP}t
G8z.JX-7g
R&KFF'%
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: ^ >JAl<k
@`xR1pXQ
static holder _1; c|m*<
i
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 !k@(}CN_*
WVyk?SBw
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ##!idcC
而不用手动写一个函数对象。 bca4'`3\|
(SGX|,5X7
5QN~^
O/Cwm;&t
四. 问题分析 D=1:-aLP7
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。 v+d}
_rCT
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。 Yw=7(}
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 m&vuBb3
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 V3D`pt\[x
下面我们可以对这几个问题进行分析。 i&mcM_g32
=sZ58xA
五. 问题1:一致性 rf?%- X(V
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?| Z<D8{&AjS
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 tE'^O<
K
tVQq,_9C
struct holder Y%9$!
{ HOt,G
_{
// Fz11/sKz
template < typename T > mHe[
NkY6
T & operator ()( const T & r) const . n[;H;
{ #{_iNr a9
return (T & )r; )iX2r{
} ci
4K
Nv;
} ; n
f.H0i;
jQBL8<
这样的话assignment也必须相应改动: \uPyvA=
S5o,\wT
template < typename Left, typename Right > ?}RPnf
class assignment 5(5:5q.A/D
{ )E|{.K
Left l; rMWJ
Right r; xO[V>Ud
public : &&% oazR=
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} mF:Pplf<
template < typename T2 > mUj_V#v
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } j)ME%17
} ; %@9c'6
71n3d~!O>
同时,holder的operator=也需要改动: `=V p 0tPI
'B:8tv
template < typename T > _?>x{![
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 40%fOu,u`
{ dBw7l}
return assignment < holder, T > ( * this , t); fUMjLA|*I<
} n:|a;/{I]9
v%rmfI U
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。 1etT."
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 A+|bJ>q
J}NMF#w/;
return l(rhs) = r; \o*w#e[M
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。 $Qz<:?D
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: U&i#cF
b(oe^jeGz
template < typename Tp > C$p012D1
class constant_t ebn3r:IU-
{ $K.DLqDt
const Tp t; + -uQ] ^n
public : 0W0GSDx
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} %~I&T".iC
template < typename T > ",l6-<s
const Tp & operator ()( const T & r) const (gnN</%
{ Iprt
ZqiL
return t; R#3zGWr~
} L3w.<h
} ; idB1%?<
E
mg=,
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 j!@T@
8J
下面就可以修改holder的operator=了 veuX/>!
j,Mbl"P
template < typename T > ^vxx]Hji
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const MJh.)kd$
{ ep~+]7\
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); B`.aQ
} tA^+RO4
2 431v@
同时也要修改assignment的operator() Ypl;jkHP
>yr;Y4y7K
template < typename T2 > e]nP7TIU
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } 7m
ou
现在代码看起来就很一致了。 *xJ ]e.
)u+O~Y95&i
六. 问题2:链式操作 -. o,bg
现在让我们来看看如何处理链式操作。 bfpeK>T
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。 i6P}MtC1
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。 ZBR^$?nj
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 A1F$//a
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct c0Bqm
^mjU3q{;
template < typename T > SHs [te[
struct result_1 \#JXch
{ VQ,5&-9Y3
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Y#I8gzv
} ; +pq)
7
kkfBVmuW
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: W4$aX5ow$
oexTz[
template < typename T > Op8Gj
`
struct ref za}Kd^KeB
{ P5h*RV>oS
typedef T & reference; (&NLLrsio
} ; 0C.5Qx
template < typename T > :-#7j}
R&
struct ref < T &> R<_VWPlj
{ [TQYu:e
typedef T & reference; [T4{K&
} ; %,1TAmJfHa
8\9W:D@"x
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: wh8;:<|
lAA-#YG
template < typename T > 9mp`LT
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const p#Po?
{ -fV\JJ
return l(t) = r(t); S"@6,
} Ym"^Ds}
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。 $[b}r#P
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 fd #QCs
~:k
r;n2
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 AcEz$wy
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: _.R]K$U
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 88<d<)7t
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 `n-/~7
最后的布局是: d&L
Add ^`M%g2x
/ \ #g@4c3um|
Divide 5 6iXV
/ \ _-H,S)kI`
_1 3 nC
!NZ
似乎一切都解决了?不。 (w2lVL&
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。 <+r~?X_
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。 ^i8biOSZu
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: r QNm2h
zt9A-%
\R
template < typename Right > )(yaX
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const Drf Au
Right & rt) const A-.Wd7^~*
{ ">_|!B&wb^
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ^fsC]9NS
} G;#xcld
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 nj00g>:>
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。 wj0_X;L
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。 6 <`e]PT
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。 6C"zBJcGc
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。 N"RPCd_
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? >ySO.S
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: ^V9|uHOJoq
Wl=yxJu_(
template < class Action > 5+Tx01)
class picker : public Action uVhzJu.
{ /E{tNd^S
public : 4Ozcs'}
picker( const Action & act) : Action(act) {} q^6#.}
// all the operator overloaded A7XA?>~+|
} ; -G? IXgG
1ljcbD)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。 =_3rc\0
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: ?-o_]!*v0/
lb*;Z7fx<'
template < typename Right > @].!}tz
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const E@)'Z6r1
{ -$#2?/uqC
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); *wX[zO+o
} )K::WqR%w)
0t"Iq71/
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > [euR<i*I#
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。 }M"])B I
b KIL@AI
template < typename T > struct picker_maker l_9Z zN
{ Hi$N"16A5z
typedef picker < constant_t < T > > result; wL]#]DiE
} ; .X)Wb{7
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > huyfo1(
{ 8KkN
"4'
typedef picker < T > result; z?VjlA(X
} ; jLO$[c`;
pV\ >?
下面总的结构就有了: *}Gys/\!S
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。 XhWo~zh"
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。 Pf?&ys6
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Z!fbc#L6
至此链式操作完美实现。 r|
\""
O}2/w2n
m!^$_d\%~
七. 问题3 31#jLWY'0
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 8cMX=P
<4@8T7
template < typename T1, typename T2 > ei=u$S.
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3,*A VcQA
{ HFFrS%
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); FzCXA=m
} 2>9..c
VQ2'a/s
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: ![vy{U.:`
` l'QAIo
template < typename T1, typename T2 > %1{O
struct result_2 +7
j/.R
{ E[zq<&P@
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; fk1d iB
} ; =`N 0
=,qY\@fq
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? k,<7)-
这个差事就留给了holder自己。 $83Qd
[]yIz1P=j
/|h+,]<
>
template < int Order > >f-RzQ k
class holder; )#hR}|
template <> ]]}iSw'
class holder < 1 > 'dzbeTJD5
{ X>o*eN
public : `qCL&(`%
template < typename T > [(TmAEON
struct result_1 (sH4T>
{ g1 y@z8Z{
typedef T & result; OS>%pgv
} ; Ic&YiATj
template < typename T1, typename T2 > I*a.!/$)
struct result_2 L>hLYIW
{ [ws;|nh
typedef T1 & result; xH,e$t#@@~
} ; 8 K)GH:a
template < typename T > Kg /,
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const a?Y> hvI
{ yw7bIcs|#b
return (T & )r; WHLTJ]OB
} +R{~%ZTK
template < typename T1, typename T2 > /%t`0pi
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ]z=dRq
{ qAlX#]
return (T1 & )r1; zc,X5R1
} 6-5{7E}/b
} ; ={6vShG)m
?Lv U7
template <> Klu0m~X@
class holder < 2 > j9/iBK\Y
{ qzZ;{>_f
public : !g|[A7<|
template < typename T > }~0}B[Rf
struct result_1 [IHG9Xg
{ i_`Po%
typedef T & result; c2s73iz
} ; *lheF>^
template < typename T1, typename T2 > K>\v<!%a
struct result_2 W~l.feW$i
{ ds{)p<LpT
typedef T2 & result; GFnwj<V+{
} ; lD#
yXLaC\
template < typename T > ye}86{l
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const lX50JJwk
{ !SLfAFcS
return (T & )r; 3lS1WA
} lm +s5}*%o
template < typename T1, typename T2 > ChNT;G<6$
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 9"M-nH*<
{ 7kMO);pO
return (T2 & )r2; <0Gk:NB,
} O[|X=ZwR:l
} ; #??[;xjs!
^ZBTd5t#
e_S,N0
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> >。 D7jbo[GgS
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: usi3z9P>n
首先 assignment::operator(int, int)被调用: j:^gmZ;J
{t]8#[lo
return l(i, j) = r(i, j); N6*FlG-
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) S]&aDg1y}
ClPE_Cfw~
return ( int & )i; `C^0YGO%
return ( int & )j; T*(mi{[T
最后执行i = j; _0iV6Bj
可见,参数被正确的选择了。 JM*!(\Y
19Mu}.+;
}/L#<n`Z
e%=SgXl2t
od&wfwk(
八. 中期总结 %."w]fy>P
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: D'UIxc8
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 og4mLoLA
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 @qF:v]=_@
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 4 *.
O%
v*OT[l7
+z~bH!$2
h5v=h>c
q5)
K
\23m*3"W
九. 简化 n<A<Xj08T9
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 5'|W(yR}
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 6R#igLm
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 8 9maN
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ( De>k8
+-*/&|^等 r( bA>L*mk
2. 返回引用。 K}Q:L(SSr\
=,各种复合赋值等 c?Mbyay
3. 返回固定类型。 Ia[<;":U
各种逻辑/比较操作符(返回bool) {m_y<
4. 原样返回。 zS`KJVm
operator, @E"lN
5. 返回解引用的类型。 rG%8ugap
operator*(单目) fY|[YPGO^
6. 返回地址。 }>b@=5O
operator&(单目) =tGRy@QV'\
7. 下表访问返回类型。 l,UOP[j
operator[] +$#h6V
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 l.BiE<&
operator<<和operator>> @z`eqG,']
A~<cp)E
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。 8zh o\'
例如针对第一条,我们实现一个policy类: !L2!:_
C;_0 0EQ=
template < typename Left > R_ )PbFw
struct value_return m\MI 6/
{ $dsLU5]1o
template < typename T > I*n]8c
struct result_1 #wsi><7
{ *qFl&*h}
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 6!([Hu#= *
} ; 02-% B~oP
@h/-P'Lc=7
template < typename T1, typename T2 > S.pXo'}
struct result_2 #JN4K>_4
{ %Nx,ZD@
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; l9&L$,=
} ; Ny2bMj.o
} ; C*
0ZF
S#T u/2<}
}#&L
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait q(v|@l|)yO
(U\D7ItMG
下面我们来剥离functor中的operator() d?V/V'T[
首先operator里面的代码全是下面的形式: XD80]@\za
T&}KUX~Q/
return l(t) op r(t) a %?v/Ku
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ?yu@eo
return op l(t) q Ll4t/p
return op l(t1, t2) x6^FpNgQ
return l(t) op lI@Z)~
return l(t1, t2) op P,rLyx
return l(t)[r(t)] ac1(lD
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] U/xzl4m6
.')^4\
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: >ul&x!?@
单目: return f(l(t), r(t)); Yu9VtC1
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); '2rSX[$tf
双目: return f(l(t)); <N3~X,ch
return f(l(t1, t2)); 12Fnv/[n'K
下面就是f的实现,以operator/为例 nP|ah~
q
%ofq
struct meta_divide muKu@nshL
{ #Yy5@A}`o
template < typename T1, typename T2 > 1f?Fuw
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) kV3LFPf>0
{ ;Rm';IW$
return t1 / t2; n7zM;@{7
} O"_QDl<ya
} ; Z&h :3;
R@`xS<`L/
这个工作可以让宏来做: XjYMp3
?zVcP=p@
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ &v9"lR=_k
template < typename T1, typename T2 > \ Iv{iJoe;UH
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 9_Z_5w;h
以后可以直接用 r]kks_!Z
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 8
-w|~y';
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 +?5Vuc%
(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。。。) ?*<1B
5r;)Ppo
kHQn'r6
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 B =DV!oUg
`}8)P#
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > er>{#8 P
class unary_op : public Rettype Cq-99@&;
{ [G[{?{
Left l; z,VXH ?.Zo
public : 3@<m/%
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 3[~LmA
JBISA _Y
template < typename T > 6O@Lx]t
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Exat_ L'?
{ bf\ Uq<&IJ
return FuncType::execute(l(t)); %,d+jBM
} TJ,?C$3
D9n+eZ
template < typename T1, typename T2 > LD ,T$"
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const #O'g*]j
{ s2nZW pIy
return FuncType::execute(l(t1, t2)); F<)f&<5E-
} ![Vrbe P
} ; gX*
&RsF
UZgrSX {
;[|+tO_
同样还可以申明一个binary_op -BsZw.
7P
&(20*Vn,O
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Z,F1n/7
class binary_op : public Rettype zK*i:(>B
{ MOIVt) ZY
Left l; GVdJ&d\x
Right r; \i)@"}
public : Rr\fw'
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} b_@bS<wsF}
4_4|2L3
template < typename T > C Y)[{r
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "2I{T
{ TI7)yxa=`
return FuncType::execute(l(t), r(t)); _cbXzSYq&
} %@;xbKj
ulk yP
template < typename T1, typename T2 > B{1yMJA
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g;y*F;0@
{
<XnxAA
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); QwI HEmdM
} -"xC\R
} ; -}Rh+n`
'gk^NAG2^E
N&u(9Fxn
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 /IC]}0kkp
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 K*"Fpx{M
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) e4cWi
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。 0#F<JsO|u
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! "04:1J`
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。。。 dwm>!h
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 `h1>rP
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) =&vRT;6
下面是修改过的unary_op
@Lm (bW
Uz7V2r%]
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ]T>YYz
class unary_op .O9Pn,:
{ JWQ.Efe
Left l; A2B]E,JMp
+#g4Crb
public : x
~@%+d
xllmF)]*Y
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7L!q{%}
)/t=g
template < typename T > Uql7s:!,U
struct result_1 ?qtL*;
{ BCr*GtR)W
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 5OC3:%g
} ; SJ:Wr{ Or3
0U:9&jP,
template < typename T1, typename T2 > ~G~:R
struct result_2 0"`|f0}c
{ <9?`zo$y
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 'S;l"
} ; $60]RCu
4&E&{<;
template < typename T1, typename T2 > p,#**g:
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const e&=T`
{ 5U/C
0{6
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); :D=y<n;S+
} Eb\SK"8
/f,*|
template < typename T > qBWt(jY
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const HQ3kxOT
{ *lp{,
return OpClass::execute(lt(t)); P vS\
} qg8T}y>
{+|Em (M
} ; ww~gmz
&0euNHH;sL
i>@"&
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug @!Q\|
<
好啦,现在才真正完美了。
ZN(@M@}
现在在picker里面就可以这么添加了: I~7eu&QZ
B_|jDH#RyJ
template < typename Right > x^6sjfAW
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const \jByJCN
{ dn=g!=
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 62J-)~_
} BO-=X
78f@
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 /;rk-I
J(x42Q}*S
7Ust7%
Q
1e hW
Kj*:G!r0.:
十. bind %%k`+nK~
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 k&\ 6SK/
先来分析一下一段例子 lnRbvulH
/'>#1J|TlK
'~kAsn*/
int foo( int x, int y) { return x - y;} dK?vg@|'
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 4krK CD>|G
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 YW)&IA2
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 ZG)%vB2c
我们来写个简单的。 /s^O M`5
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 1$~W~O
对于函数对象类的版本: C<\O;-nHH
0%<x>O
template < typename Func > %$I@7Es>
struct functor_trait {afR?3GK
{ Qxh 1I?h
typedef typename Func::result_type result_type; =lqGt.x
} ; bZ*J]1y(.
对于无参数函数的版本: L;k9}HWpP
06S-3bis
template < typename Ret > N6_<[`
struct functor_trait < Ret ( * )() > A!j6JY.w
{ I^fKZ^]8P
typedef Ret result_type; QBfsdu<@^
} ; 'Ijjk`d&c
对于单参数函数的版本: !&OybjQ
Z'L}x6
template < typename Ret, typename V1 > Y;WHjW(K
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > O(oGRK<xM
{ ~Fd<d[b?
typedef Ret result_type; eZ~ZWb, %
} ; rZv5>aEI
对于双参数函数的版本: cA{zyq26
L|[0&u!
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Gdf*x<T1
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > %rZJ#p[e)=
{ l~V^
typedef Ret result_type; F2$Z4%x#
} ; bC@9
*/i
等等。。。 Lz'05j3!
然后我们就可以仿照value_return写一个policy -I#1xJU
Q+UqLass
template < typename Func > lnoK.Vk9,
struct func_return Ju"*>66
{ J_^Ml)@iy
template < typename T > e$+?l~
struct result_1 O0i[GCtP5
{ gLef6q{}
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; { f@k2^
} ; s'/ g:aJ
}+8w
template < typename T1, typename T2 > OJ:iQ
struct result_2 P9aGDma
{ Pe_iA_
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; A<zSh}eh6
} ; =c, m)\u/8
} ; kK[m=rTx1$
8UyYN$7V
0 oFRcU
最后一个单参数binder就很容易写出来了 x!o>zT\
F(i@Gm=J]
template < typename Func, typename aPicker > Htf|VpzMb
class binder_1 L-lDvc?5c
{ P]4C/UDS-~
Func fn; BtN@P23>k.
aPicker pk; /M;A)z
public : MR@*09zP(?
OBCRZ
template < typename T > 4M&6q(389
struct result_1 M"eiKX
{ ytX XZ`
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; `
qqUuFMM
} ; C=6 Vd
[p+6HF
template < typename T1, typename T2 > e!67Na0X(
struct result_2 9
L{JU
{ NyTv~8A`)
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; #Cda8)jl(
} ; n3t0Qc
csV.AN'obq
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ?>V4pgGCE
Jm|eZDp
template < typename T > p}j$p'D.RI
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n)(E 0h
{ 0#
D4;v
return fn(pk(t)); "+2Hde1
} OE(Z)|LF
template < typename T1, typename T2 > D<zgs2Ex
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3sf+u oV
{ >900O4
return fn(pk(t1, t2)); IGj%)_W
} P%v7(bqL4+
} ; e{~s\G8g
ZlHN-!OZp
=8?gx$r2
一目了然不是么? FL+^r6DQ
最后实现bind .FS`Fh;
:66xrw
_
FcfNF
template < typename Func, typename aPicker > {"dU?/d
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) E.$1CGd+
{ &