一. 什么是Lambda
+3zQ"lLD^ 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
VvP: }yJ 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,
<v'[Wl@hq 4<UAT|L^` ySiZ@i4 Z>y6[o class filler
`G:1 {
4V,p\$; public :
H6K8. void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
qP;1LAX } ;
QbHX.:C P~!,"rY H"w;~;h 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:
Oj%5FUP~[% x5PM]~"p \l3z<\ S`
U, for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
c9jS
!uDMK }[!=O+gO 4,:I{P_>6B 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
q#8\BOTP | ,!^c`_Q\>@ ;?iu@h xa]yq% 二. 战前分析
~QUNR?h 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。
W-r^ME 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
5$:9nPAH ->;2CcpHB qk^/&j for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
,37<FXX, /* --------------------------------------------- */
havmhS)O vector < int *> vp( 10 );
_(:$
:*@ transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
-:r<sv$ /* --------------------------------------------- */
]57Ef'N sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
c}S<<LR /* --------------------------------------------- */
lq3D!+m int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
cg]Gt1SU /* --------------------------------------------- */
qo\9,< for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
HWFTI /] /* --------------------------------------------- */
6/g
82kqpk for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
Z 369< @C=gMn.E R64f0NK. TT3GGHR 看了之后,我们可以思考一些问题:
FY)]yz 1._1, _2是什么?
gWj r|m< 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。
^ @=4HtA 2._1 = 1是在做什么?
DS@Yto 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。
tG9C(D`G 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。
1Lje.%(E. as/PM" "G*$# 三. 动工
47{5{/B- 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
Q qj9o2 :,$"Gk F+BCzsm7$ O+<+yQl template < typename T >
='1hvv/ class assignment
:?ZrD,D {
vy={ziJ T value;
)OQ<H.X public :
[x=(:soEqC assignment( const T & v) : value(v) {}
y.8nzlkE{ template < typename T2 >
(5+g:mSfr T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
/f oI.S } ;
WLVkrTvX PX23M|$! ^ )!eiM 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
%8Y+Df;ax 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
<ycR/X k5Q1.;fW76 7cB{Iq0+ Tw*p^rU class holder
&~B8~U4% {
DMp@B]> public :
ywyg(8>zE template < typename T >
# SJJ@SM assignment < T > operator = ( const T & t) const
W
9}xfy09 {
s!MD8ia return assignment < T > (t);
'q}f3u > }
H~Uy/22aQy } ;
fsnZHL}=n `pDTjJ 8s[1-l 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
a{JO8<dlm PVljb=8F static holder _1;
xA-?pLt"G Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
tgl 4pAc SwO$UqYU= for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
<|82)hO 而不用手动写一个函数对象。
W|n$H`;R 9pS:#hg ~MYE8xrId R4k+.hR 四. 问题分析
vMJ(Ll7/ 虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。
gnxD'1_ 1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。
UH\{:@GjNO 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
^si[L52BZ 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
)z4eRs F| 下面我们可以对这几个问题进行分析。
#&L7FBJ"*v 9!Xp+< 五. 问题1:一致性
L?&&4%% 首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|
{&B0kjf 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
!g=b=YK m9&%A0 struct holder
mDD96y {
]Ge>S?u //
S0r+Y0J]< template < typename T >
`Gl[e4U T & operator ()( const T & r) const
+`ov1h {
a+a6P5kJ return (T & )r;
kDM?`(r }
~ kDJ-V } ;
=9^}>u d'3"A"9R7- 这样的话assignment也必须相应改动:
JV'aqnb.8\ mieyL9*n7 template < typename Left, typename Right >
#qD[dC$[t class assignment
C|3cQ{ {
$MfRw Left l;
}Ujgd2(U Right r;
UTN[!0[
public :
Ck"db30. assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
>lzXyT6x8 template < typename T2 >
KT >Y^ T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
zpeCT3Q5O } ;
Fpeokr"i DQc\[Gq& 同时,holder的operator=也需要改动:
a)Pr&9I GU/-L<g template < typename T >
6iF&!Fd>J assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
NuUiW*|`7 {
[/VpvQ' return assignment < holder, T > ( * this , t);
HJ0;BD.] }
i1m>|[@k Fav++ z 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
NJ-Ji> w 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
gFu,q`Vf* vNl)ltzJF return l(rhs) = r;
cs9h\]ZA 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。
=NI?Jk*iAq 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
5;^1Ab0 V3r)u\ o' template < typename Tp >
M+HhTW;I= class constant_t
TJZ~Rpq {
;BT7pyu%[ const Tp t;
"19#{yX4 public :
[{[m)Z^ constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
Rt&5s)O' template < typename T >
WVOj;c const Tp & operator ()( const T & r) const
CYwV]lq:s {
748:*
(O return t;
']+!i a }
yg*
#~, } ;
"Y&
M"/Jn[ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
|O oczYf 下面就可以修改holder的operator=了
"e8EA!Ipte /4c`[ template < typename T >
bM:4i1Z assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
Nq8 3 6HL {
<*dcl2xS return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
R9#ar{ }
?~t5>PEonv I9>vm] 同时也要修改assignment的operator()
7iwck.* j%-Ems*H template < typename T2 >
M<*Tp^Y' T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
YGLq~A 现在代码看起来就很一致了。
[MwL=9;!H @SiV3k 六. 问题2:链式操作
F~
\ONO5 现在让我们来看看如何处理链式操作。
<jF&+[*iT 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。
zuW4gJ 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。
ipp`9 9 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。
V6HZvuXV! 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
ly0L)L]\ C,W_0=!e template < typename T >
n_RZ:<Gr struct result_1
e7{6<[k3+$ {
f'(F'TE typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
qCfEv4 } ;
eF.nNu F1- "yX1B 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:
~/-SKGzo- ]?D$n template < typename T >
~K3Lbd|
r struct ref
,&=7ir14>R {
U,v`md@PX typedef T & reference;
YtSYe% } ;
h'=)dFw7 template < typename T >
uj.$GAtO) struct ref < T &>
50-7L, {
m[2[9bQ0 typedef T & reference;
VV/T)qEe7> } ;
OEjX(F3= #I0FWZ>W 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
=5B5 6O6B8 template < typename T >
S}U_uZ$b typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
!h7:rv/ {
(UjaL@G return l(t) = r(t);
U=
f9b]Y }
1
Vt,5o5 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
36+/MvIT 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
^$O(oE(D jFe8s@7 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
Bl6I@w _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
u;rmqo1 _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
T3
ie-G@< +5 调用divide的对象返回一个add对象。
_$@fCo0 最后的布局是:
JJWPte/ Add
{-m e;ayk / \
k`N*_/(|n Divide 5
VpHwc!APq / \
~< UYJc _1 3
Wc+(xk 似乎一切都解决了?不。
W?4:sLC#3 你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。
2D"my]FnF 如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。
UF5_be,D OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:
R,PN?aj oz{X"jfu template < typename Right >
L,#YP#O,j assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
44P [P{y Right & rt) const
sB*dv06b0 {
H'YK j' return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
.Er+*j;&w }
> _sSni 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
P8dMfD*"E XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
,.*Df)+ 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
'\8YH+%It 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
]O:8o<0 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
)#\3c,<Y 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
2RNee@!JJP 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
L9Zz-Dr s 5TuwXz1v template < class Action >
9x4z m class picker : public Action
x<!]#**; {
-wC}JVVcK public :
Wll0mtv picker( const Action & act) : Action(act) {}
<$A/ (' // all the operator overloaded
R#~l[S8u^ } ;
(_}q>3 !+@70|gFF 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。
=2GKv7q$x, 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
D}!YF~ ,|\\C6s template < typename Right >
3)=ix. wW picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
A ?V-Sz# {
Ucy=I$" return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
o ?05bv }
UJL'4 t/
}+/Vk Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
v:74iB$i/C 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
V!]|u ^4I 0$Mxu7 / template < typename T > struct picker_maker
R|qNyNXo[ {
85|u;Fxf typedef picker < constant_t < T > > result;
N6_1iIM } ;
5 8;OTDR! template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
F)eP55C6 {
J7{D6@yLS typedef picker < T > result;
S\I+UeFkf } ;
^5~x*=_ g6DIWMoO=h 下面总的结构就有了:
#huh!Mn 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。
NF |[j=? 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。
c%b|+4
}x picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
m$_l{|4z 至此链式操作完美实现。
\A\?7#9\ A-myY30 >{Mv+ 七. 问题3
h|'|n/F 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
G){+.X4g3 Snmv template < typename T1, typename T2 >
!JDuVqW ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
@Bkg< {
Bo
ywgL| return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
UL~~J[1r }
~n0Exw( <Mo{o2F= 很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:
L?8OWLjRy M!gu`@@}F template < typename T1, typename T2 >
S%?>Mh?g struct result_2
;cL+=! {
W!9~bBF', typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
}>,%El/ } ;
!]mo.zDSW5 (C`nBiL< 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
3ErV" R4"$ 这个差事就留给了holder自己。
d= vD Pf Z5wQhhH ?0z/i^I template < int Order >
zh?B-"O=5 class holder;
2.{<C.BK{ template <>
$j(4FyH\ class holder < 1 >
l_2l/ff9 {
rniL+/-uU public :
wax^iL! template < typename T >
Ft :_6T% struct result_1
Ew{N2 {
/d}5R@Oy typedef T & result;
I%j]p Y4 } ;
\b)P4aL template < typename T1, typename T2 >
/@&uaw struct result_2
#^-'q`) {
{JKG-0)z? typedef T1 & result;
fR2,NKM@ } ;
/<O9^hA| template < typename T >
l<"B[ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
>A6PH*x {
QqeF return (T & )r;
_\,4h2( }
[a^<2V!vMn template < typename T1, typename T2 >
dj 6Lf typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
ecp0 hG`% {
9/#b1NGv return (T1 & )r1;
6,R<8a;Wn }
+}-cvM/* } ;
j_zy"8Y{ jM'Fb.>~ template <>
2|M,#2E- class holder < 2 >
'@QK<!%, {
4 T/ ~erc public :
O=1#KNS template < typename T >
_B}QS"A struct result_1
9*?YES'6 {
B,4GxoX` typedef T & result;
qNkX:|j } ;
<%`z:G3 template < typename T1, typename T2 >
R*vfp?x struct result_2
_9/Af1X {
k@9q5lu;T typedef T2 & result;
;/^O7KM- } ;
z`8>$9 template < typename T >
3ZYrNul" typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
23zR0z (L {
6y@o[=m return (T & )r;
Vf(n }
8O*O5 template < typename T1, typename T2 >
KH[Oqd typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
YdAC<,e&A {
g aXF3v*j return (T2 & )r2;
O<0-`=W,a }
Bq85g5Dc } ;
r*ry8QA
q +c~Bd ?kc,}/4 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
-EU~
%/=m+ 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
Qhn>aeW, 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
G9>
0w)r M5LqZyY return l(i, j) = r(i, j);
*>Zq79TG 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
of.=n (Yc}V return ( int & )i;
fAeq(tI= return ( int & )j;
_5768G`P 最后执行i = j;
9KZLlEk5O 可见,参数被正确的选择了。
ZCkwK zeHs5P8}r ()@+QE$ :WN*wd y8O<_VOO}" 八. 中期总结
locf6%2g~ 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:
j&=!F3[ 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
~FZ=
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
H52] Zm 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
E.rfS$<1 9m_Hm')VG p%y|w B976{;QvXV 1x4{~g\ p\/;^c`7 九. 简化
`Jon^&^;| 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
9.$k^|~ 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
w#`E;fN' 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:
3+$~l5LY 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
`zOQ*Y& +-*/&|^等
n8>(m, 2. 返回引用。
*H%Jgz, =,各种复合赋值等
TW?A/GoXI 3. 返回固定类型。
&p#.m"Oon 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
SdBo sB3v> 4. 原样返回。
iOzY8M+N( operator,
'}NQ`\k 5. 返回解引用的类型。
V,)bw operator*(单目)
P_ x9:3 6. 返回地址。
VKp4FiI6 operator&(单目)
x0_$,Tz@ 7. 下表访问返回类型。
t#6@~49 operator[]
oefhJM!y 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
\>*B operator<<和operator>>
=E''$b?Em zQQ=8#] OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
E)w^odwMU 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
Mm+kG'Z!S 9My
|G)M6 template < typename Left >
qkN{l88 struct value_return
{
'Db {
(},TZ+u template < typename T >
)a%kAUNj struct result_1
SiyZq" {
0R%R2p'wG typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
w(KB=lA2 } ;
B&E qd co$I htOv template < typename T1, typename T2 >
MjW g struct result_2
Oy^)lF/ {
-mlBr63Bj typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
Ht Z3n"2 } ;
pO.+hy } ;
2Po e-= !Z*2X
^ X)^kJ` 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
w{1DwCLKq P<@V 下面我们来剥离functor中的operator()
7]w]i5 首先operator里面的代码全是下面的形式:
I8C(z1(N ? LA>5 return l(t) op r(t)
YVMwb@| return l(t1, t2) op r(t1, t2)
i+)9ItZr return op l(t)
:eIu<_,} return op l(t1, t2)
VuqJ&U.- return l(t) op
`c zL$tN<P return l(t1, t2) op
mBC?Pg return l(t)[r(t)]
YM*{^BXp return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
GoK[tjb _{fh/{b1 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
[nO\Q3c|@$ 单目: return f(l(t), r(t));
Vu3;U return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
tw/~z2G 双目: return f(l(t));
^x8yWbrE return f(l(t1, t2));
2`XG"[@ 下面就是f的实现,以operator/为例
GS%ACk 6^M!p4$hF struct meta_divide
)zzK\I6/EQ {
}i7Gv K<[: template < typename T1, typename T2 >
Gf(|?"
H static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
XN@F6Gj {
&QaFX,N" return t1 / t2;
dvWQ?1l_ }
biJ"@dm
4 } ;
&R\t<X9 n dD
Qx[ 这个工作可以让宏来做:
@j/UDM $wgHaSni #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
5E|y5|8fb template < typename T1, typename T2 > \
dWhki|c static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
K'6dlwn). 以后可以直接用
oDtgBO< DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
T)ZO+} 来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数
To_Y
8 G (ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。)
r &<sSE;5 Vz(O=w= 8reis1]2S 下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
\uT2)X( N n-/{H4\ template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
v1s.j2T class unary_op : public Rettype
`Ap<xT0H {
D"x;/I Left l;
>5rb4 public :
s4RqY*VK unary_op( const Left & l) : l(l) {}
'<}N`PS#N f,Z*o template < typename T >
i&%~:K* typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
; L<D-= {
4'Svio return FuncType::execute(l(t));
;'E1yzX^ }
O;bnyB$ rD"$,-h template < typename T1, typename T2 >
cym<uh-Wg^ typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
U3R;'80 f {
TuF;>{~} return FuncType::execute(l(t1, t2));
g4Y1*`}2f }
Oz3JMZe } ;
WOw( - (gdi2 _>b=f 同样还可以申明一个binary_op
DZ-2Z@{PX _#9F@SCA template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
/2%646 class binary_op : public Rettype
%T~3xQ {
O)bc8DyI Left l;
Y@jO#6R Right r;
|`N|S public :
-rn%ASye binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
aR- ?t14 ZGa;' template < typename T >
?pBQaUl& typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
9oe=*#Ig1m {
@N
tiT,3k return FuncType::execute(l(t), r(t));
t<F*ODn }
S.4gfY xtWwz}^8] template < typename T1, typename T2 >
,Y)7M3I typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
>}"9heF {
W@bZ~Q9 return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
]
I&l0Fx }
nzcXL
=^r3 } ;
b.N$eJlQ& G!G]*p5 H.Q648A"PF 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
3Fu5,H EJ 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
MWl2;qi DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
xWiR7~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。
;4MC/Q/ 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
tgR4C#a 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。。。
D&dh>Pe1; 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
(D<_
iV 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)
TJO?BX_9 下面是修改过的unary_op
z^FJ 0xEr`]]U template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
j5Cf\*B4J class unary_op
z]49dCN {
vWs#4JoG Left l;
+jPJv[W ~LfFLC public :
=$wQA 4#Bzq3,| unary_op( const Left & l) : l(l) {}
_w.H]`C!X x@p1(V. template < typename T >
~VKuRli|m struct result_1
>53Hqzm&
{
gb^<6BYUG typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
!>8/Xz~- } ;
Gf->N
`N `'vNHY template < typename T1, typename T2 >
HOr.(gL! struct result_2
'44I}[cA/ {
?^by3\,VZ typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
1)BIh~1{p } ;
Oj F]K,$ '3uN]-A>D template < typename T1, typename T2 >
J5zKwt typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
oB8LJZ; {
) >H11o{& return OpClass::execute(lt(t1, t2));
(^~0%1 }
CxV$_J cl{kCSZo.z template < typename T >
GTocN1,Z~a typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
S] R.:T_% {
b(Nxk2uv return OpClass::execute(lt(t));
}I"k=>Ycns }
?58*#'r Fp(-&,L0fc } ;
WX&0;Kr (o2.*x iI$;%uY3g 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
y;VmA#k` 好啦,现在才真正完美了。
6#;u6@+}yy 现在在picker里面就可以这么添加了:
] ]lN[J 7Ml OBPh template < typename Right >
p7p6~;P picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
ayZWt| iHA {
ZPlY]e return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
1#lH5|XQ }
D}/nE>* 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。
j-k]|0ea} -1%AM40j [N_)V kpr &9khIJIn )5ev4Qf
十. bind
qpX`ZY^ 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。
vxk~(3]<) 先来分析一下一段例子
0I}c|V'P v9GfudTZR >@.:9}Z int foo( int x, int y) { return x - y;}
$|o[l.q2 bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
gCZm7dgo bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
M!O &\2Q 可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。
bI :cYn1 我们来写个简单的。
yhxZ^(I 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
**~1`_7~* 对于函数对象类的版本:
;edt["Eu dG%{&W9
template < typename Func >
zC WN,K` struct functor_trait
yC9~X='D {
Wo,fHY typedef typename Func::result_type result_type;
xeKfc}:&z } ;
7D=gAMPvJ 对于无参数函数的版本:
[w}KjV/yi xX\A&9m template < typename Ret >
VcORRUp struct functor_trait < Ret ( * )() >
(2'q~Z+>' {
jWGX:XB typedef Ret result_type;
o(Q='kK } ;
7DB!s@"
对于单参数函数的版本:
BF(Kaf;<t. 7s2e>6Q[ template < typename Ret, typename V1 >
#QKgY7 struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
~uw eBp~O {
vU!<-T# typedef Ret result_type;
!345 } ;
r&O:Bt}x 对于双参数函数的版本:
)B5(V5-!| jHM}({)- template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
j?s+#t struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
DTM
xfQdk {
ez^b{s` typedef Ret result_type;
Qh,Dcg2ZM" } ;
rtk1 8U- 等等。。。
@^K_>s9B 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
xXNLUP 1"
#W1im template < typename Func >
Q=.j>aM+_ struct func_return
_|KeB(W {
a+p_47 xa template < typename T >
FW!1 0K? struct result_1
!_LRuqQ?" {
?G$X
4KY6` typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
m|cT)- } ;
z9P;HGuZ etLA F template < typename T1, typename T2 >
e(;nhU3a*, struct result_2
zoO9N oUHW {
2a[_^v $v typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
7Jvb6V<R } ;
]QK@zb}x } ;
4XsKOv , K[}Bz %.n 7+ 最后一个单参数binder就很容易写出来了
A]CO
Ysc nLv"ON~ template < typename Func, typename aPicker >
bx8|_K*^ class binder_1
VS_xC$X!S {
>XiTl;UU Func fn;
Y]!{
nW aPicker pk;
K/+w6d public :
D_4UM#Tw }Qo:;&"3 template < typename T >
+x"cWOg struct result_1
tr$~INe {
,6FmU$
Kn typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
SUQk0 (M } ;
STH?X]
/ tlz)V1L template < typename T1, typename T2 >
_&
qM^ struct result_2
M<x
W)R {
,
,=7deR typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
60u}iiC@ } ;
@(_M\>!%M 4,pS C binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
]Y@ia]x&P ]jL`*tI\S template < typename T >
EO[UezuU typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
dJ0qg_ U& {
umD[4aP~; return fn(pk(t));
zxt&oT0Q }
:Sj r template < typename T1, typename T2 >
/K./k!'z typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
*l-(tp5 {
$2j?Z.yEG return fn(pk(t1, t2));
l*Iy:j(B }
e~,/Z\i } ;
(YJ]}J^ 4vk^= }m6j6uAR6) 一目了然不是么?
CdN,R"V0$@ 最后实现bind
1li1& :RnFRAcr 68^5X"OGF template < typename Func, typename aPicker >
!hJ%
:^ xL picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
t,2Q~ied= {
,^_aqH return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
;uC +5g` }
1JU1XQi }m~2[5q%/ 2个以上参数的bind可以同理实现。
|H)WJ/` 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。
LK^t](F lilKYrUmG 十一. phoenix
9x~qcH% Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
DfCo= UJ'}p&E for_each(v.begin(), v.end(),
/!*gH1s (
I oz
rZ do_
kOfu7Zj [
Ij_VO{]G'l cout << _1 << " , "
Us]Uy|j ]
bD[6)
ITg .while_( -- _1),
&&w7- cout << var( " \n " )
'S
f )
S:UtmS+K );
3huTT"G 3f{%IU(z 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:
ZcXqH7`r 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
'CDRb3w}B operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
?^F#}>C 那么我们就照着这个思路来实现吧:
a/.O,&3
G}tq'#]E{z "-N)TIzLX template < typename Cond, typename Actor >
~67L class do_while
(YjY=F {
6N4/p=lE Cond cd;
h-1eDxK6 Actor act;
i6[,m*q~2x public :
EiY i<Z_S template < typename T >
-IR9^) struct result_1
%$
^yot {
^Slwg|t*~P typedef int result_type;
j.GpJDq } ;
~>@Dn40 K5Fzmo a do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
Kfc(GL? ;APpgt4 template < typename T >
!U$ %Jz typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
7
:s6W%W1* {
.E_`*[ 5= do
G!uQ|<( {
c@{,&,vsj act(t);
$-VW)~Sl }
Vkex&?>v$ while (cd(t));
#(@dN+ return 0 ;
VGBL<X }
ushQWP) } ;
`xkJ.,#Io (jCE&'?} =o=)EU{~ 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
+MOUO$;fGt 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
U %Aj~K^b 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
Zx<s-J4o=w 因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。
knypSgk_ 下面就是产生这个functor的类:
x>5#@SX
J SDV} bN A20_a;V template < typename Actor >
|mrAvm}
class do_while_actor
qO>BF/)a( {
2P9h x5PiV Actor act;
G:'-|h public :
D6_16PJE do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
Y&k'4Y% \VPU) template < typename Cond >
=Ze~6vS, picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
cX1"<fD o } ;
TA}gCXE
e vK#xA+W z-(dT 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
_}`iLA!$I 最后,是那个do_
?
_[gs/i} WJe Aye!@RjM8 class do_while_invoker
I2|iqbX40Q {
s<z{ (a public :
rtf>\j+ template < typename Actor >
u&bo32fc do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
Z\i@Qa +r {
~|Gtm[9Ru return do_while_actor < Actor > (act);
N+!{Bt* }
)e9(&y*o } do_;
|??uVA)\X |/ZpZ7 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
b)$<aFl 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
`6lc] r 最后来说说怎么处理break和continue
v.\1-Q? 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。
!K(0)~u 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 ]