一. 什么是Lambda z`?{5v -Qs
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 kPt] [1jo
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, D.i(Irqw!
BkH- d z
o`]o(OP
ZSBa+3;z
class filler
x=/`W^t2
{ Ez= Q{g
public : e13{G@
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} %y{f]m
} ; ':mw(`
T~238C{vh
AB.gVw|
4
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:
/z0X
RSK~<Y@]q{
:3uCW1
hJkSk;^
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); &EELq"5K
"5 /i
tU5Z?QS
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 pq3W.7z;b
uA'S8b%C
:Z}d#Rbl
ae&i]K;
二. 战前分析 TIs~?wb$
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。 TpHvZ]c
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 ir72fSe
yR`X3.:*]
M;96Wm
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); C9,|G7~*q
/* --------------------------------------------- */ (O$PJLI
vector < int *> vp( 10 ); J$]-)`[G&
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); XL`*Tbx
/* --------------------------------------------- */ 4P>[]~S
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); zQ&k$l9
/* --------------------------------------------- */ .tg2HKD_lW
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); .IO_&^
/* --------------------------------------------- */ k2"DFXsv
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); c]eDTbXd
/* --------------------------------------------- */ !4"!PrZDB
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); S\,~6]^T
%gd{u\h^
jGeil
qPC
a5)<roWQ
看了之后,我们可以思考一些问题: up# R9
d|
1._1, _2是什么? b`lLqV<[cB
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 >q}Ns^ .'
2._1 = 1是在做什么? d4 Hpe>
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 Wk0"U
V
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 p)dD{+"/2
3@t&5UjwQ
)&nfV5@"
三. 动工 \!+#9sq0
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: NSsLuM=.
UdIl5P
z'W8t|m}Pb
C1x"q9|\`
template < typename T > mMz^I7$
class assignment 9AA_e
~y
{ kF1Tg KSd
T value; $X>$)U'p&-
public : 6t,_Xqg*
assignment( const T & v) : value(v) {} w%3R[Kdzk
template < typename T2 > ~6<'cun@x
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } :EkhF6B/
} ; hk +@ngh%
]c Or$O*
b3zxiq
x
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 s`Y8&e.Yr
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment -msfiO
\8KAK3i'
+ YjK#
;cFlZGw
class holder T3JM8
{ =SY`Xkj[
public : S4salpz
template < typename T > 'l&),]|$)
assignment < T > operator = ( const T & t) const &e-MOM2&
{ #Yqj27&
return assignment < T > (t); .# Jusd
} 5>S<9A|Q
} ; 6]Vf`i
c=^A3[AM
(>LJv |wn
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: oZ/z{`
/^2&@P7
static holder _1; lCX*Q{s22
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 )zKZ<;#y
HW@r1[Y
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); )Rlh[Y& r
而不用手动写一个函数对象。 3YFbT
Z
^z _m<&r
Cuk!I$
DJ!<:9FD
四. 问题分析 2i4&*&A
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。 ;%wY fq~P
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。 .$rt>u,8<
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 \i2S'AblYq
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 =!~6RwwwY
下面我们可以对这几个问题进行分析。 B5pWSS
8+?|4'\`
五. 问题1:一致性 >U.f`24
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?| w]%|^:
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 U#X6KRZ~g
G2,9$8qE
struct holder HQ7
{ /}ADV2sF
// A_ftf7,
template < typename T > FEF $4)ROv
T & operator ()( const T & r) const T1([P!g*
{ bMrR
return (T & )r; pO10L`|
} pE~>k:
} ; ^@4$O|3Wh'
`1hM3N.nO
这样的话assignment也必须相应改动: #C`IfP./
@ uF$m/g
template < typename Left, typename Right > x+%(z8wD
class assignment _[kZ:#
{ x=7qC#+)
Left l; $3BH82
Right r; p
bT sn
public : \nKpJ9!
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} m,qMRcDF
template < typename T2 > `yvH0B -
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } x,+2k6Wn!
} ; `
&E-
1c2zFBl.&
同时,holder的operator=也需要改动: n{@^ne4m
!e0OGf
template < typename T > Jq1^}1P
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const 9[9
ZI1*s
{ mjI
$z3
return assignment < holder, T > ( * this , t); U7(t >/
} HXg#iP^tv
VOa7qnh4:[
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 9?6]Zag
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 W,53|9b@
Wb;x
eG
return l(rhs) = r; k/`WfSM\.
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 <jk.9$\$A
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 6%^9`|3
Vi5&%/Y
template < typename Tp > R|,F C'
class constant_t $Rd]eC
{ vr$zYdV>
const Tp t; M#5*gWfq9
public : !ot$ Q
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ?%]?#4bkc
template < typename T > mD]^a;U[X
const Tp & operator ()( const T & r) const _-mJI+^/
{ X *fle
return t; H+O^e l
} "AayU
} ; Wb7z&vj
\qA^3L~;5
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 G#f(oGn :
下面就可以修改holder的operator=了 +'!4kwT R
:VvJx]
template < typename T > x$WdW+glZ-
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const l`'
lqnhv
{ ~Bi{k'A9
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); MB#KLTwnT
} A:JWUx
% njcWVP;
同时也要修改assignment的operator() "{X_[
n?EL\B
template < typename T2 > @XSxoUF\
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } K]0K/~>8
现在代码看起来就很一致了。 )h&*b9[B=
Rc.8j,]
六. 问题2:链式操作 x#0B
"{
现在让我们来看看如何处理链式操作。 G#(+p|n
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。 !J%m 7A
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。 M .J
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。 .o_?n.H'&
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct eN?:3cP#l
"?Mf%u1R
template < typename T > }8\"oA6
struct result_1 =JK# "'
{ |TE\ ]
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 6Y-sc*5
} ; SaA9)s
i(pevu
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: |#rP~Nj)
|-'.\)7:
template < typename T > h5>38Kd
struct ref {zj<nu
{ t&^cYPRfY'
typedef T & reference; Dj$W?dC"^
} ; d O' apey
template < typename T > ;^cc-bLvF
struct ref < T &> ,x.2kb
{ 8g!C'5
typedef T & reference; ]B'H(o
R<|
} ; uJX(s6["=
H{4/~Z
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: d J;y>_
|:{H4
template < typename T > F,l%SQCyj
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ZR|cZH1}C
{ (qQ|s@O
return l(t) = r(t); |vLlEN/S
} 5(}Qg9%
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 A!\-e*+W=
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 GSh~j-C'
i)[8dv
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 G._E9
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Dqu][~oQ
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 LmA I vEr
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 <s737Rl
最后的布局是: SA'c}gP
Add oO8opS7F
/ \ .^}
vDA
Divide 5 ::Nhs/B/
/ \ 7Hm/g
_1 3 "k%B;!We)
似乎一切都解决了?不。 9"TPAywd
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 #ivN-WKCl
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 /j`vN
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: j & x=?jX
]*Tnu98G}
template < typename Right > =C[2"Y4JK0
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const ~LKX2Q:S
Right & rt) const (H*d">`mz
{ >aaHN1Ca
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); _H(:$=$Q
} HR>
X@ g<c
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 [61T$ .
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。 WV8?zB1
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。 ZGHh!Ds;
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。 NL-<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。 XJ.ERLR.
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? .bT|: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: H|K}m,g
=%Yw;%0)Y
template < class Action > yN Bb(!u
class picker : public Action -UhGacw
{ = Nd&My
public : fjh0Z i45
picker( const Action & act) : Action(act) {} -1>$3-ur~
// all the operator overloaded 8UANB]@Y}
} ; 9j6
wB0zFlP
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 .vbUv3NI
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: p7YfOUo
k
S/XkxGZ2
template < typename Right > Gw;[maM!%`
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const Q6r!=yOEY
{ KC`~\sYRN]
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Q;3v ]h_
} c_33.i"I}
UQ ~7,D`=#
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > u,rieKYF
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 o.Jq1$)~y
6a=Y_fma
template < typename T > struct picker_maker xzRs;AXOp
{ 2EdKxw3$]
typedef picker < constant_t < T > > result; `iiZ
} ; t#p*{S 3u
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > eZr}xo@9
{ l*yh(3~}
typedef picker < T > result; V(Dn!Nz
} ; J7C2:zj
SuHv{u45
下面总的结构就有了: mN9Uyz5G
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 7JedS
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 m#(tBfH[
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 e0#/3$\aSV
至此链式操作完美实现。 2[*r9%W
VS:UVe
cVR3_e{&H
七. 问题3 =>0+BD
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。 #]@<YKoV{
zP|y3`.52
template < typename T1, typename T2 > <KFE.\*Z4
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const *FwHZZ~U
{ ?rD`'B
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ^lP_{c
} jmAQ!y|W.
0V:DeX$bZ
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: B f_oIc
:jFKTG
template < typename T1, typename T2 > !"dbK'jb^
struct result_2 ~[CtsCiQ
{ u
I \zDR
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; #()u=)
} ; g]z[!&%Ahs
%>cl0W3x
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~/LAD_
这个差事就留给了holder自己。 _V9 O,"DDc
Cyb-}l
H8ws6}C
template < int Order > vlD!YNy
class holder; 9 pGND]tIi
template <> yvgn}F{}
class holder < 1 > jQKlJi2xu
{ \xH#X=J
public : "\'g2|A
template < typename T > r/![ohrEB
struct result_1 -,;Iob56!
{ cdDMV%V
typedef T & result; #>|l"1
} ; ;9{x""
template < typename T1, typename T2 > Kzs]+Cl
struct result_2 k+"+s
bsW'
{ ',MiD=_
typedef T1 & result; ;?y*@*2u
} ; _d$0(
template < typename T > &?@gUk74"
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 6;lJs,I1w{
{ +G!N@O
return (T & )r; ? 9.V@+i
} p<|I!n&9
template < typename T1, typename T2 > a:oZ5PX=
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const z|Hc=AU8y
{ FA.h?yfr
return (T1 & )r1; Q}J'S5%
} %0PdN@I
} ; &AMW?vO
ZwLD7j*)
template <> 0.}Um
class holder < 2 > Ufz& 2
{ )U`"3R
public : pr|P#mc"J
template < typename T > S^GB\uJ
struct result_1 0x}8}
{ !9!kb
typedef T & result; x9#>0
4s
} ; +$#YW5wy
template < typename T1, typename T2 > '8NKrI
struct result_2 1@nGD<,.
{ ?I` BbT}
typedef T2 & result; O?8^I<
} ; {(7D=\eU
template < typename T > uv++Kj!
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const fb5]eec
{ 7L[HtwI
return (T & )r; |S5N$[
} 9})!~r;|
template < typename T1, typename T2 > <ByR!Y
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 8t$a8 PE
{ t5z6{`
return (T2 & )r2; `L(AvSR
} y)W.xR
} ; ^|6%~jkD5
W^2Q"c#7F
{d\erG(
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> >。 ()}B]?
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 1n! JfsU
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 2kTLj2@o,
AW8" @
return l(i, j) = r(i, j); P!C!E/Jf5
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ny5=
=C{9
|H.(?!nTb
return ( int & )i; 8k$iz@e
return ( int & )j; v/]Bo[a
最后执行i = j; //G5lW/*
可见,参数被正确的选择了。 jfyV9)
-{>Nrx|
[=Wn7cr
p6(n\eg R
% Ke:%##Y
八. 中期总结 L&qzX)
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: DRD%pm(
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 R1z\b~@"
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 l1~>{:mq
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 4WnB{9
i`I
YF=@nR$_~j
"t+VF4r
?op6_a-wm
hq.z:D
cLH|;
九. 简化 Bv$;yR
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。 tw8@&8"
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 [R j=k)aBm
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: <CL0@?*i9
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 D"F5-s7
+-*/&|^等 jxL5L[
2. 返回引用。 Ys10r-kDS
=,各种复合赋值等 \oPW
3. 返回固定类型。 s>
JmLtT
各种逻辑/比较操作符(返回bool) VdR5ZP
4. 原样返回。 CTt3W>'=+
operator, 06I'#:]
5. 返回解引用的类型。 $|!VP'VI
operator*(单目) {A4"KX(U
6. 返回地址。 A%n
l@`s,
operator&(单目)
#.0^;M5Nh
7. 下表访问返回类型。 M'D;2qo
operator[] c"%XE#D
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 2.Ym
operator<<和operator>> w
.l2
7ZHM;_
-
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。
SX|b0S,
例如针对第一条,我们实现一个policy类: $kJvPwRO
$Q1:>i@I|g
template < typename Left > @R >4b
struct value_return +nRO<
{ mq~7v1kw
template < typename T > KcVCA
struct result_1 w,]cFT
{ ,,oiL
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Vw=e C"
} ; 'DlY8rEGP
(F_Wys=6
template < typename T1, typename T2 > E9{Gaa/{
struct result_2 *J@2A)ZDv0
{ no+{9Uf
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; %;9f$:U
} ; z6bTcs"7h
} ; eKpH|S!xU
yNAvXkp
XU.ZYYZ=
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 38Lc|w
o"t+G/M
下面我们来剥离functor中的operator() -MoI{3a
首先operator里面的代码全是下面的形式: RX:\@c&
kRnh20I
return l(t) op r(t) N(Us 9
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 5xP\6Nx6&5
return op l(t) *G$tfb(
return op l(t1, t2) dc_^
return l(t) op UaCEh?D+Y
return l(t1, t2) op wFpt#_fS
return l(t)[r(t)] h<i.@&
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] TPp%II'*
L #p-AK
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: c]F$$BT
单目: return f(l(t), r(t)); r ,|T@|{
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); oddS~lW
双目: return f(l(t)); ofl3G
{u
return f(l(t1, t2)); {hK$6bD3^
下面就是f的实现,以operator/为例 :*#AJV)
2|(J<H
struct meta_divide .Xh ^L
{ "$PbpY
template < typename T1, typename T2 > ;PI=jp
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) /iNCb&[
{ z?_c:]D
return t1 / t2; ;JA2n\iP,
} I-4csw<Qy
} ; gIep6nq1`|
' A= x
这个工作可以让宏来做: aDR<5_Yb
e{.2*>pH
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ S1wt>}w0$
template < typename T1, typename T2 > \ nK1XJp
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; #
SV*6
以后可以直接用 EUmQn8
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) .Ff;St
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 7*d}6\
%
(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。。。) ho
?.\Jq
-MJ6~4k2
9mwL\j
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 j% !
;^lVIS%&{
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > V:)k@W?P
class unary_op : public Rettype lQ!ukl)
{ %Y:'5\^lC
Left l; >Be PE(k
public : yC4JYF]JN
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 3>yb$ZU"-
fyT:I6*
template < typename T > *-T3'beg
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ()v[@"J
{ A!H6$-W|p
return FuncType::execute(l(t)); KWCA9.w4q
} i0Qg[%{9#
I<z
/Y?
template < typename T1, typename T2 > v-Ggf0RF
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -#j-Zo+<
{ =G;whd}]
return FuncType::execute(l(t1, t2)); 1\{0z3P
} 'wvZnb
} ; 1wuLw Ad
<a2t"rc
D$;mur'
同样还可以申明一个binary_op j\f;zb?F
jY$Bns&.w
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > }4ijLX>b
class binary_op : public Rettype E {4/$}
{ }&d]Uv/4
Left l; M' "S:
Right r; ueZ `+g~gg
public : 5[]7baO)h1
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} k4'rDJfB
.Gh-T{\V'
template < typename T > thOQcOf0$
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %A`f>v.7 c
{ f8L
return FuncType::execute(l(t), r(t)); EN` --^
} QL"fC;xUn,
s{x2RDAt
template < typename T1, typename T2 > qxG@Zd
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const B-|:l7
{ 0Q_AF`"
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ;:vbOG#aSN
} ^O6P Zm5J}
} ; Yb]eWLv
*5hg}[n2
!h}x,=`z/
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 *J=`"^BO
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 52q@&')D4M
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Q9q:HGXxv
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。 BC%t[H} >R
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! _OZrH(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。。。 ' ]l,
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ~A}"s-Kq5
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) .d^8w97
下面是修改过的unary_op ;XSV}eLu
}ARWR.7Cc
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > #n]js7
class unary_op uNxR#S
{ xV}E3Yj2#
Left l; !3v!BJ#+,&
29z+<?K{
public : epJVs0W
K;,n?Q w
unary_op( const Left & l) : l(l) {} I{JU<A,&
8GN0487H
template < typename T > gnlGL[r|
struct result_1 A/lxXy}D
{ [53rSr
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 4M*UVdJ;
} ; 1mwb&j24n3
@E{c P%fv
template < typename T1, typename T2 > vK!,vKa.
struct result_2 H\W60|z9
{ ^j[>.D
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; *$Aneq0f
} ; xv]P-q0
':R)i.TS
template < typename T1, typename T2 > iSUn}%YFz!
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /PE3>"|w E
{ .wtb7U;7
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); #yFDC@gH1
} id\0yRBt
Xnt`7L<L
template < typename T > eVjr/nm
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2BS2$#c>
{ S)C =Q~&
return OpClass::execute(lt(t)); )Uw
QsP
} :[#HP66[O5
r4@!QR<h
} ; f7)}A/$4+
o )GNV
&"BmCDOq
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug ?=dyU(
好啦,现在才真正完美了。 &Y\Vh}
现在在picker里面就可以这么添加了: k`62&"T
;gcQ9L
template < typename Right > yyPkjUy[
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const MlkTrKdGi
{ AA;\7;k{
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); eG72=l)Mz
} yeFt0\=H
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ^6Q(he
/FJAI
KXL]Qw FN
#*BcO-N
OthQ)&pqX
十. bind 30-XFl
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 #.$p7]
先来分析一下一段例子 .M!6${N);
(~?P7RnU%
@`G_6<.`
int foo( int x, int y) { return x - y;} Xt(w+
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 CN#`m]l.
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 d!{,[8&
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 &[`p qX
我们来写个简单的。 Vl5}m
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: y&-wb'==p
对于函数对象类的版本: WEFYV=I\
k|F<?:C
template < typename Func > t/yGMR=
struct functor_trait _}:9ic]e
{ (=}U2GD*
typedef typename Func::result_type result_type; M\ vj&T{k
} ; ,
?WTX
对于无参数函数的版本: 1@"eeR
J
[J,
template < typename Ret > w6+X{
struct functor_trait < Ret ( * )() > \CM/KrCR
{ Ytm t+9
typedef Ret result_type; o/@.*Rj>Bg
} ; 'b]GcAL
对于单参数函数的版本: dms R>Q
..UmbJJ.u
template < typename Ret, typename V1 > tu#VZAPW@
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > sn
'#]yM
{ +v2Fr}
typedef Ret result_type; dy-m9fc6%
} ; j#$ R.
对于双参数函数的版本: vQ2kL`@
q+.DZ
@
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > rY4{,4V
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > &s->,-,
{ 2>l4$G0
typedef Ret result_type; dX-{75o5P
} ; $`(}ygmP
等等。。。 b?jRA^
然后我们就可以仿照value_return写一个policy %Ui&SZ\
'e_^s+l)a
template < typename Func > {" S"V
struct func_return &Ey5 H?U!
{ -'QvUHL|
template < typename T > Ac0C,*|^
struct result_1 mw! D|
{ $YSAD\a<
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; )WF]v"t
} ; r"d/9
[wWip1OR
template < typename T1, typename T2 > coT|t
T
struct result_2 w&jyijk(
{ !(~eeE}|lM
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; W(Z_ac^e[
} ; j$'L-kK+
} ; zPEx;lO$
jku_0Q0*?
vQ>x5\r5O_
最后一个单参数binder就很容易写出来了 0+jR,5|
:CH "cbo
template < typename Func, typename aPicker > yoGe^gar
class binder_1 ~UA-GWb
{ N3
.!E|
Func fn; c"Kl@[1\~
aPicker pk; }-?_c#G3
public : ~B;kFdcVXn
rCR?]1*Z
template < typename T > (Gr8JpV
struct result_1 O]>9\!0{
{ 4|YCBXWh
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; r1b{G%;mJ
} ; ;wwhW|A
8!2NZOZOS
template < typename T1, typename T2 > 9\ZlRYnc=
struct result_2 Yf:xM>.%
{ %K8Ei/p\t]
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; DXu#07\
} ; {R%v4#nk
k FE2Vv4.
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} NBEcx>pma
1wP#?p)c
template < typename T > h}r*
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,r~pf(nz
{ 649{\;*4
return fn(pk(t)); LsH&`G^<
} }tA77Cm)45
template < typename T1, typename T2 > j hf%ze
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const H^z6.!$m
{ mz$)80ly
return fn(pk(t1, t2)); Zz}Wg@&
} >Eg/ir0
} ; t0h@i`
oE\Cwd
nJ'FH['
一目了然不是么? #=C!Xx&
最后实现bind $*w]]b$Dn
gEcRJ1Q;C
hEla8L4Y
template < typename Func, typename aPicker > q}P< Ejq}
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) |YCGWJaci
{ >]K:lJ]l
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); n6D9f~8"
} 1><@$kVMm~
y|X</3w
2个以上参数的bind可以同理实现。 Z BjyQ4h
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 9eO!_a^
UJ0fYTeuI
十一. phoenix %\Dvng6$
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Gu[G_^>
u`?MV2jU2
for_each(v.begin(), v.end(), :EJ8^'0Q
( -kFEVJbUyc
do_ WO$9Svh8
[ M"# >?6{
cout << _1 << " , " x&}pM}ea
] 8CCd6)cG
.while_( -- _1), <%w)EQf4m
cout << var( " \n " ) qd$Y"~Mco
) [Q+8Ku
); iR}3 [
y"zgpqJ
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: K;kaWV
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 Bh3N6j+$d
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 $>Md]/I8
那么我们就照着这个思路来实现吧: Ilt!O^
XgRrJ.
Wmri%
template < typename Cond, typename Actor > >%Rb}Ki4
class do_while .m%/JquMFM
{ E57:ap)/
Cond cd; 6r
Actor act; "<