一. 什么是Lambda yL&/m~{s
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ;k}H(QI
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, ~L'nzquF
(("OYj
z_l. V/G)
d)KF3oA
class filler KlO(o#&N
{ e{!vNJ0`
public : VMHC/jlX@r
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Zi4d]
} ; =DMbz`t
8&.-]{Z
JXm?2/
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: XeU<^ [
8R4qU!M
tlGWl0V?7Q
w~N-W8xNR
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); jdlG#j-\
7zGMkl
&yLc1#H
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 o5 WW{)Q
_9kIRmT{
}4h0bI
ym%o}(v-
二. 战前分析 d~`-AC+
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。 KB+]eI-h
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 ;rHz;]si
m[8
@Unt
SRf5W'4y
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); . r`[
/* --------------------------------------------- */ , N
344y
vector < int *> vp( 10 ); J"&y|;G
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); q"nGy#UWR
/* --------------------------------------------- */ zs8I
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); v<&v]!nF
/* --------------------------------------------- */ sykFSPy`'
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); sN]Z
#7
/* --------------------------------------------- */ rPO}6lsc
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); `qu]Pxk
/* --------------------------------------------- */ CQ> ]jQ,2
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 4B$bj`h
WG%2<Q^
,q</@}.\wN
n7DLJ`ho{
看了之后,我们可以思考一些问题: 2AK}D%jfc
1._1, _2是什么? #r}uin*jD
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 Vp7b4n<
2._1 = 1是在做什么? >'Hx1;
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 |yv]Y/=
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 c&e0OV\m
^Y 7U1I
,8VXA +'_
三. 动工 yVYkuO
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: <Uwwux<v
s<VJ`Ur
jL_5]pzJ
a8QfkOe
template < typename T > G_(ct5:_"!
class assignment @C_ =*
{ 2sun=3qb
T value; 4 Py3I9
public : D|TR!
assignment( const T & v) : value(v) {} b1)\Zi
template < typename T2 > veO?k.u(
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } Z =
ik{/
} ; f4
O]`U
6[+j'pW?
PbN3;c3
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {AgBwBCE
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ,qu:<
s41adw>
]-Lruq#
7LdzZS0OM
class holder XtzOFx/
{ {u4i*udG`)
public : Pz1G<eh#{g
template < typename T > mu>] 9ZW
assignment < T > operator = ( const T & t) const UR,?! rJ^B
{ 0_HJ.g!
return assignment < T > (t); xVTo4-[p
} 2Fq=jOA)z$
} ; A^L?_\e6
e^WqJ7j
5L3{w+V
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: +f]u5p[
qK-qcPLsl
static holder _1; L!vWRwZwC
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 K0 QH?F
+.K*n&
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); S}mm\<=1
而不用手动写一个函数对象。 CjV7q y
D!me%;
eI?HwP{m
K1-+A2snhV
四. 问题分析 #G~wE*VR$
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。 k.Gl4
x
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。 oX{@'B
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 9tAE#A
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 6VFirLd
下面我们可以对这几个问题进行分析。 UOJ*a1BM
kwc*is
五. 问题1:一致性 <(?'
s9
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?| oN ;-M-(
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 fFHK:n`
?sE@]]z
struct holder Iht'e8)gq
{ O$U}d-Xnx
// 4znH$M>bU
template < typename T > C$_G'XI
T & operator ()( const T & r) const 8=pv/o
{ Q[jI=$Q)
return (T & )r; p9Z].5Pd"
} BjB&[5?z
} ; "]<w x_!+}
0}D-KvjyP
这样的话assignment也必须相应改动: 4uPH
y:C)%cv}*
template < typename Left, typename Right > L9$&-A9ix
class assignment T?#s'd
{ i0b.AA
Left l; \#2
s4RCji
Right r; [\a:4vDAbi
public : ^8Z@^M&O"
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]2PQ X4t0
template < typename T2 > y]7%$*
<
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } jQ)L pjS1
} ; U Q)!|@&
R~$hWu}}
同时,holder的operator=也需要改动: HS(U4
L7<+LA)s0
template < typename T > e|JIrOnc
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const e) ]RA?bF
{ %6N)G!P
return assignment < holder, T > ( * this , t); [0wP\{%
} blUY.{NN3
l\_x(BH
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 m^'~&!ba
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 o:H'r7N
5
>'66gZ
return l(rhs) = r; ]I8]mUiUH
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 D(!;V
KH
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ;eP_;N5+J
pL8H8kn
template < typename Tp > )U]:9)
class constant_t qg|Ox*_od"
{ +;YE)~R?
const Tp t; vUqe.?5
public : 4Q@\h=r
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ed=n``P~}
template < typename T > IeH^Wm&^
const Tp & operator ()( const T & r) const `|&\e_"DE
{ X=JFWzC
return t; J0Jr
BXCh
} k&yQ98H$K"
} ; (x}A_i
.l7j8}
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 d3og?{i<}&
下面就可以修改holder的operator=了 Gl.?U;4Z
8~;{xYN )
template < typename T > AjG)1
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 7,f:Qi@g
{ PBCb0[\
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); J_|7$
l/
} 4C6=77Jr
$y8mK|3.3u
同时也要修改assignment的operator() &ycjSBK
w<Zdq}{jO
template < typename T2 > !X%S)VSMU
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } *3!(*F@M,
现在代码看起来就很一致了。 X{#bJ
(Z5qf
六. 问题2:链式操作 MST:.x ;
现在让我们来看看如何处理链式操作。 E=}6X9X
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 vz- 9<w;>a
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 yq1Gqbh
l
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 qI(W$
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct tsck|;v
aXQ&@BZ{j
template < typename T > Ad^dF'SN
struct result_1 SE6>vKR/.
{ UP}feN
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 3(MoXA*
} ; ejP,29
>y]?MGk
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: xT:qe
;&RUE
template < typename T > Rk}\)r\
struct ref iK ohuZr
{ mluW=fE
typedef T & reference; p 7
,f6kG
} ; [SK2 x4
template < typename T > ] gH
wfqx
struct ref < T &> C\y[&egww
{ 2=jd;2~
typedef T & reference; ~azF+}x90N
} ; 43+EX.c
f#*h^91x
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ,NjX&A@
2j2mW>Z
template < typename T > Y,3z-Pa=@
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const :8](&B68gE
{ @m5O{[euj<
return l(t) = r(t); (}9cD^F0n
} bjuYA/w<
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。 F(J\ctha
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
-PcS(
s[Y)d>~\$=
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 mYntU^4f
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: _TtX`b_Z
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 -b].SG5S
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 \El|U#$u'
最后的布局是: YI L'YNH
Add <sm#D"GpP
/ \ $5ZR[\$
Divide 5 eL<m.06cfY
/ \ <l*agH-.3
_1 3 5T~3$kuO
似乎一切都解决了?不。 s;vWR^Ll
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。 98X!uh'
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。 or?0PEx\
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: t8L<x
KDux$V4
template < typename Right > 3"^a
rK^N
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const M' &J_g
Right & rt) const ~sZqa+jB0
{ ='7er.~\
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); K#_~
!C4L
} :&xz5c`"04
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 D-'i G%)kA
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ev~dsk6k
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
m"96:v
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 yTzY?
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 b7?U8/#'
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? p>2||
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: j)g_*\tQ
szf"|k!
template < class Action > Zkf 3t>[
class picker : public Action 9zXu6<|qrL
{ ^</65+OT+
public : r~ZS1Tp
picker( const Action & act) : Action(act) {} mle_*Gy8
// all the operator overloaded *LY~l
} ; L!CX&
uPa/,"p
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 F?*Dr
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: h$E\2lsE
\4[c}l
template < typename Right > )B-MPuB
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const ^VSt9&
{ KC@k9e
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); #pS]k<o%1
} cpE25
CBiU#h
q
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > CQ@#::'F1
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。 vGx?m@
#G'S
ve?
template < typename T > struct picker_maker _myg._[
{ AyQS4A.s[
typedef picker < constant_t < T > > result; w8eG;
} ; tQNk=}VR7r
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > Tns?mQ
{ [W^6u7~
typedef picker < T > result; o0,UXBx
} ; -ET*M<
/#S4espE
下面总的结构就有了: ]_^"|RJ
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。 \_m\U.*
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。 .V5q$5j
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ib5;f0Qa
至此链式操作完美实现。 oV0LJ%
,pQ'w7
MgJ%26TZ
七. 问题3 3a'Rs{qxn
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 h(C#\{V
:zizca4
template < typename T1, typename T2 > LK'S)Jk
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fhBO~o+K>
{ K7t&fDI
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); *r)zBr
} 21[K[ %
tnQR<
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 7Y-FUZ.`>
&+)+5z_d
template < typename T1, typename T2 > 47)+'`
struct result_2 uE,i-g0$Id
{ blKDQ~T2
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; %v?jG(o
} ; sDaT[).Hm
"E@NZ*"u
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? 4*p_s8> >
这个差事就留给了holder自己。 9%p7B ~}E
fZka%[B
Wo:zU
template < int Order > b
xk'a,!S
class holder; C:'WX*W
template <> LVR;&Z>j
class holder < 1 > l>3M|js@/
{ >,w\lf9
public : 8]cv &d1f
template < typename T > TTA{#[=7
struct result_1 d&PE,$XC
{ VYl_U?D
typedef T & result; bqw/O`*wfN
} ; p6&LZ=tL3
template < typename T1, typename T2 > hYP6z^
struct result_2 SeRK7Q&_
{ w%i+>\tO
typedef T1 & result; X_-Hrp!h
} ; _Ewy^;S%L
template < typename T > xh+AZ3
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Xm"w,J&
{ 5t"bCzp
return (T & )r; 7AGZu?1]M
} L:t)$iF5+
template < typename T1, typename T2 > mJ6t.%'d
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const )V[w:= *
{ 2- Npw%;
return (T1 & )r1; GsP@ B'
} `@fhge
} ; hQg,#r(JE4
C&gOA8nf
template <> eeI9[lTw
class holder < 2 > 'mBLf&fB
{ O Ey:#9<'
public : sx)$=~o
template < typename T > KRnB[$3F1
struct result_1
m+72C]9
{ z)
]BV=
typedef T & result; |!4BWt
} ; A:8FJ 3'
template < typename T1, typename T2 > d+YVyw.z
struct result_2 Q8}TNJsU
{ K%[}[.cW
typedef T2 & result; 1}n)J6m
} ; %T&&x2p^=?
template < typename T > uJ|5Ve
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const IEIxjek
{ P\*2c*,W;
return (T & )r; W G3mQ\k
} ]zhq.O
>2{
template < typename T1, typename T2 > V:,3OLL*
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const . T6_N
{ n3HCd-z
return (T2 & )r2; *hk{q/*Qw
} k2_6<v
Z
} ; MQ9M%>
,z0~mN
~L\( /[
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> >。 gNEzlx8A
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: H649J)v+m
首先 assignment::operator(int, int)被调用: evndw>
t(z(-G|&
return l(i, j) = r(i, j); cjy0s+>>
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) n7`.<*:
Sq?6R}q%
return ( int & )i; >n$EeJ
return ( int & )j; IxEQh)J X
最后执行i = j; k"DQbUy0L
可见,参数被正确的选择了。 %4r!7X|O<
.=b
+O~
.^9/ 0.g8t
XDrlJvrPL
)'K!)?&d
八. 中期总结 d 40'3]/{
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: vZ_DG}n11
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 W)$|Hm:H
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 r0Y?X\l*
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor {R1Cxt}
v:J.d5
eBYaq!t
k
^)C$8:@
;K)?:
I).^,%>Z)
九. 简化 wEo-a< (
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。 P60]ps!M
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 +NzD/.gq
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: My6]k?;}(
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 J<5vs3[9
+-*/&|^等 VvMU)
2. 返回引用。 Tl/Dq(8JH
=,各种复合赋值等 ^Lg{2hjj
3. 返回固定类型。 P :7l#/x_
各种逻辑/比较操作符(返回bool) ('o; M:
4. 原样返回。 h>L6{d1
operator, #r:Kg&W2FO
5. 返回解引用的类型。 :hl}Zn~jt
operator*(单目) qRP8dH
6. 返回地址。 9TXm Z
operator&(单目) =DF@kR[CH"
7. 下表访问返回类型。 1+i
operator[] D)/XP
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 I8-&.RE
operator<<和operator>> QLpTz"H
d=+Lv<
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。 /bNVgK`L5
例如针对第一条,我们实现一个policy类: L/ICFa.G
n4r( Vg1GS
template < typename Left > <8z[,X}bM
struct value_return \ \mO+N47i
{ 1o6J9kCq^3
template < typename T > Med"dHo7
struct result_1 ss*2TE7
{ fY\tvo%
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; [%)B%h`XGf
} ; KbuGf$Bv
gx>mKSzy
template < typename T1, typename T2 > 7q{v9xKy
struct result_2 ~cg+BAfu
{ W*/s4 N
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; _I70qz8
} ; KxTYc
} ; -5-SlQu
3_1Io+uXk
3xCA\*
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait C;:1CK
%ucmJ-<y#
下面我们来剥离functor中的operator() ##+8GLQM
首先operator里面的代码全是下面的形式: *
SON>BSF
Kp=3\) &
return l(t) op r(t) $d??(
return l(t1, t2) op r(t1, t2) )i6U$,]
return op l(t) kq.R(z+
return op l(t1, t2) F0ivL`
return l(t) op ks`
return l(t1, t2) op CR<pB)F?a
return l(t)[r(t)] )'I<xx'1
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] U+}9X^
sxQ ,x/O
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: 7!yF5+_d
单目: return f(l(t), r(t)); _ L:w;Oy9T
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); my\oC^/9
双目: return f(l(t)); Z FrXw+
return f(l(t1, t2)); +uGP(ONY
下面就是f的实现,以operator/为例 v=Bh
A9[
N n-6/]d#
struct meta_divide mBgx17K/-_
{ Y X{
template < typename T1, typename T2 > [Oy2&C
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) #pn AK
{ ;eEtdoy
return t1 / t2; o >4>7
} jvKaxB;e
} ; .j<B5/+
0v)mgrl=,
这个工作可以让宏来做: ?bYQZJ>&
gl\{QcI8<
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ d=OO(sf
template < typename T1, typename T2 > \ om39;nk!}
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; N*oJ$:#
以后可以直接用 pYvF}8
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) waq_ d.
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 iU+,Jeu
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) -Aym+N9
8JO\%DFJ
G.E~&{5xQ
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 sL`D}_:
6o23#JgN
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > LYT<o FE-
class unary_op : public Rettype xcRrI|?eC
{ Jz8#88cY
Left l; tZBE& :l
public : UHl/AM>!
unary_op( const Left & l) : l(l) {} t:@A)ip
8;Bwz RtgT
template < typename T > (2\ekct ^
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (>lqp%G~
{ ej53O/hP
return FuncType::execute(l(t)); .0;k|&eBD
} 0YRYCO$
v&,VC~RN-J
template < typename T1, typename T2 > ]T$w7puaJ
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const QMpA~x_m
{ (eIxU&o'
return FuncType::execute(l(t1, t2)); Y0C<b*!"ST
} N<r0I-
} ; X10TZ
['`'&+x&!
;Wm)e~`,
同样还可以申明一个binary_op ,r,;2,;6nd
;j\$[4W.i
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > t"Rf67
class binary_op : public Rettype |N.q[>^R
{ Bq=](<>>
Left l; 4~MUc!
Right r; NW
Qu-]P
public : 3>3ZfFC
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} /FZ )ej\
BqA wo
template < typename T > aL6 5t\2
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @9
tvN}
{ I{UB!0H
return FuncType::execute(l(t), r(t)); 4tu>~ vOE
} RwHXn]1
`,=p\g|D
template < typename T1, typename T2 > ?bi^h/f
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const D4S?bZFHo
{ <[??\YOc
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); j?ubh{Izm
} 5]ob;tAm
} ; e%7P$.
aV#;o9H{
#yxYL0CcA:
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 hpKc_|un
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 :WTvP$R
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) S$:S*6M@"
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。 iJ#oI@s
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! QZP;k!"w
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。。。 E1[%~Cpw*
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Ykq }9
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) $)a5;--W
下面是修改过的unary_op ,fLe%RP
}i~ j"m
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 9jBr868
class unary_op /'+JP4mK
{ nrhpId
Left l; 4tKf
A Mfu|%ZL
public : hzVO.Q*
QNBzc {XB
unary_op( const Left & l) : l(l) {} %?wE/LU>
EU~'n-
template < typename T > @&>
+`kgU-
struct result_1 @3D%i#2o&[
{ zOp"n\
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; N=x,96CF
} ; N/.9Aj/h~&
GY :IORuA4
template < typename T1, typename T2 > Ghe=hhZ
struct result_2 JYUKs~Qt
{ 7nIMIkT:
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 6-}9m7# Y
} ; -^N '18:
%"B$I>h
template < typename T1, typename T2 > ^el:)$
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const co-D,o4x
{ :/Zh[Q@EG
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); NE nP3A
} 0nn#U
w-/Tb~#E
template < typename T > -OAH6U9^
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const zj4JWUM2
{ y['icGU6
return OpClass::execute(lt(t)); L j\<qF~n
} +fmZ&9hFNJ
'1*MiFxKq
} ; Dne&YVF9V
<VPtbM@(m
1yf&ck1R
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 H[oi? {L
好啦,现在才真正完美了。 ?RyvM_(N6
现在在picker里面就可以这么添加了: yV`vu/3K
/iy/2x28>
template < typename Right > Vngi8%YWp
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const _en 8hi@Z
{ g9.hR8X
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); M?97F!\U
} 8i"fhN3?Y
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。 Rh^$0Q*2
2|EoP-K7
5lbh
"m=
I}{eYXh
0U~JSmj:2K
十. bind ]|(?i ,p
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 RUO6Co-
先来分析一下一段例子 IS~oyFS
!Zx>)V6.
)/w2]d/9
int foo( int x, int y) { return x - y;} dY^~^<{Lj
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 ?,[w6O*
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 ujBADDwOg)
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 lnUy?0(
我们来写个简单的。 l0V@19Ec
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: &v88xs
对于函数对象类的版本: ,.B8hr@H6-
z'*>Tk8h
template < typename Func > v4G kf
struct functor_trait uR[i9%=8L(
{ R7>@-EG
typedef typename Func::result_type result_type; p-_j0zv
} ; TY}?>t+
对于无参数函数的版本: hCrgN?Mz
*G38N]|u6
template < typename Ret > rL/+`H
struct functor_trait < Ret ( * )() > 9:WKG'E8a
{ Ig2VJ s;
typedef Ret result_type; [; bLlS,
} ; 12E"6E)
对于单参数函数的版本: _4w%U[GT,
'tj4 ;+xf^
template < typename Ret, typename V1 > IG\\RYr
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > /e,lD)
{ Hqk2W*UTl
typedef Ret result_type; MmB-SR[>P
} ; BN67o]*]<
对于双参数函数的版本: =v}.sJ V?
Lj#6K@u@Z
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 70Am]L&M
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 9v A`\\9
{ 4+0Zj+
q";
typedef Ret result_type; fr7/%{s
} ; }9JPSl28Jr
等等。。。 }HzZj;O^2>
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 0ni5 :tYy
R_&>iu'[
template < typename Func > >=(e}~5y
struct func_return +oa]v1/W
{ &DV'%h>i=
template < typename T > 9cQSS'`F
struct result_1 {rDZKy^f
{ \`^jl
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; +y2*[
} ; @QofsWC
Q]HRg4r
template < typename T1, typename T2 > ?bEYvHAzg
struct result_2 okW3V}/x/z
{ iT5%X
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; A@4Cfb@
} ; l d@^$
} ; l #Tm`br
KRQ/wuv
|cacMgly
最后一个单参数binder就很容易写出来了 D'X'h}+2
y\:2Re/*Jt
template < typename Func, typename aPicker > {XAKf_Cg
class binder_1 H0S7k`.
{ VQCPgs
Func fn; f55Ev<oOa
aPicker pk; #'[ f^xgJ
public : q:'(1y~
6m]L{ buP
template < typename T > 9o6y7hEQy
struct result_1 *e R$
{ mMR[(
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 9D@Ez"xv
} ; pGC`HTo|
= 2k+/0ZbP
template < typename T1, typename T2 > la-+`
struct result_2 ;4 &~i
{ Mo/xEB/O
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; e1#}/U
} ; ]3v
9/{g%40B^
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} O=fT;&%.
.'4*'i:
template < typename T > 1yo@CaW[\
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1Dbe0u
{ t :_7O7
return fn(pk(t)); w NPZ[V:
} |(/"IS]
template < typename T1, typename T2 > F"q3p4-<>
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1)%o:Xy o
{ </fnbyGR
return fn(pk(t1, t2)); w-KtxG(
} QMIQy
} ; BdceINI
pD]Ry"
ZG
ZE :oK
一目了然不是么? .sLx6J%
最后实现bind @{a(f;
oyHjdPdY#
oxRu:+N
template < typename Func, typename aPicker > Qcw/>LaL:
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) k_skn3,u
{ A4#m&o