一. 什么是Lambda
DY87NS*HF 所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。
~VF?T~Kr_ 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,
tgrZs8? !6+V
OH5#.${O u])MI6LF class filler
I\82_t8 {
2$ \#BG public :
(>om.FM void operator ()( bool & i) const {i = true ;}
Nm0|U.< } ;
cl'qw## zL+M-2hV yA<\?Ps 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:
I]~UOl 7YU}-gi Eo{js?1G_ 1i|5ii*vc for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true );
U&gl$/4U@ |uA /72 {'zs4)vw 那么下面,就让我们来实现一个lambda库。
L<N=,~ $I3}%'`+ QJH~YV\% IkLcL8P^ 二. 战前分析
E-#}.}i5 首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。
qEPC]es|T 开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码
LkJ-M=y U$IB_a2 i~*#z&4A+ for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
#|} EPD9$ /* --------------------------------------------- */
PkdL] !: vector < int *> vp( 10 );
Kx,<-]4 transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1);
,NU`aG- /* --------------------------------------------- */
*i7|~q/u sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2);
K&iU+ /* --------------------------------------------- */
rge/qUr/^ int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 );
:LR>U;2
/* --------------------------------------------- */
SDW!9jm>R for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
@(e/Y/ /* --------------------------------------------- */
eq36mIo for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1);
lLL) S k`,>52 flU?6\_UC ?w "zW6U 看了之后,我们可以思考一些问题:
Mg{=(No 1._1, _2是什么?
}$'T=ay& 显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。
h\OMWJ~ 2._1 = 1是在做什么?
.u9,w 既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。
0qo:M3 Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。
D +9l$**a ~jOk?^6 HS
1zA 三. 动工
1:q5h* 首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:
~0gHh ]AB4w+6! @avG*Mr^ p!~V@l template < typename T >
X~g~U|B@ class assignment
,A!0:+ {
8}!WJ2[R T value;
'di(5 public :
/.[78:G\, assignment( const T & v) : value(v) {}
hW-?j&yJ? template < typename T2 >
e:RgCDWL T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
j |ZhGerp } ;
JE/Kf< !&vPG>V [Xo[J?w],2 其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。
eq$.np 然后我们就可以书写_1的类来返回assignment
Jm*wlN
[> rTtxmw0 b*"%E,? +T]D\];D class holder
&qae+p? {
[#C(^J*@c public :
m3 W template < typename T >
5'[b:YC assignment < T > operator = ( const T & t) const
0 5o
1 {
/gq
VXDY+` return assignment < T > (t);
*TP>)o }
45tQ$jr`1 } ;
18gApRa 96S#Q*6+R S/7?6y~ 由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:
QNgfvy 4Yya+[RY static holder _1;
}:hN}*H Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写
rl](0"Y0
t 6Y&`mgMF' for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 );
1gDsL 而不用手动写一个函数对象。
c^EU&q{4 F>s5<pKAX Fhk`qh'i @j=Q$k.GF 四. 问题分析
'o]8UD( 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。
zP|^) h5 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。
Y4I;-&d's 2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。
58o'Q 3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。
]}0QrD 下面我们可以对这几个问题进行分析。
&Z6s\r% tkKiuh?m 五. 问题1:一致性
C0 %yGLh& 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?|
SK;c
D>) 很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。
qv.s-@l8 3DS&-rN struct holder
gano>W0 {
d\v1R-V //
fu $<*Sa2 template < typename T >
<#F@OU T & operator ()( const T & r) const
TnQ"c)ta {
X6SWcJtSw return (T & )r;
J>p6')Y6~ }
nv/'C=+L } ;
$ucA.9pJ ?_nbaFQK3 这样的话assignment也必须相应改动:
:SvgXMY@ z6;6 o!ej template < typename Left, typename Right >
^n&_JQIXb class assignment
B'8/`0^n5 {
V(3=j)# Left l;
'CA{>\F$F+ Right r;
~"nF$DB public :
6-J%Z%yT # assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
'j(F=9) template < typename T2 >
'Uu!K! T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; }
yttaZhK^u } ;
kBg8:bo~ EE$\8Gx']! 同时,holder的operator=也需要改动:
*Sp_s_tS kqQT^6S template < typename T >
T1=T assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const
ZfP$6%;_ {
SZ(]su: return assignment < holder, T > ( * this , t);
(]N- HN]v }
qPF`=# U;#9^<^ 好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。
T1#r>3c\ 你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。
:kQydCuK NWS3-iZ|8 return l(rhs) = r;
< wi9
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。
y$[:Kh, 那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:
;9$71E @jY=b< template < typename Tp >
&$g{i:)Z class constant_t
;7E
c'nC4 {
2xK v; const Tp t;
<sli!rv public :
F(KsB5OY? constant_t( const Tp & t) : t(t) {}
w?:tce template < typename T >
f@Yo]F U const Tp & operator ()( const T & r) const
?!HU$> {
O_\%8*; return t;
u N8RG_Mb }
W.CbNou } ;
mLm?yb: 7!U^?0?/ 该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。
`i<omZ[aT 下面就可以修改holder的operator=了
y~n1S~5cI xM)6'= x6 template < typename T >
O+OUcMa, assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const
ACOn}yH {
YpI|=mv return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t));
v6P2v }
o2~P
vef Dl@Jj?zc 同时也要修改assignment的operator()
`3yK<- Z@,[a template < typename T2 >
#f<3[BLx T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); }
S`8Iu[Ma 现在代码看起来就很一致了。
76cLf~|d~ T:Nc^QP|tm 六. 问题2:链式操作
T/]f5/ 现在让我们来看看如何处理链式操作。
.tcdqL-' 其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。
nO+R>8,Q 事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。
@ Fkhida 比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。
rld8hFj 现在我们在assignment内部声明一个nested-struct
VYjt/\Z {B-*w%}HU template < typename T >
#MFIsx)r struct result_1
=;"=o5g_ {
EKus0"| typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;
^B:;uyG]M } ;
VwOcWKD JED\"(d( 那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
< 1[K1'7h
T~L&c template < typename T >
e|N~tUVrrN struct ref
>L')0<!& {
O,JS*jXl typedef T & reference;
GZ^Qt*5 { } ;
YPW
UncV template < typename T >
XY#.?<"Q8 struct ref < T &>
mv7W03 {
dXfLN<nD>U typedef T & reference;
0j;q^> } ;
yd=b!\}WJ 5] LfJh+"n 有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:
z]7 /Gc,j LcZ|A;it template < typename T >
"T9UedZ typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const
!2h ZtX {
6?'7`p return l(t) = r(t);
t{s*,X\b }
k!Q{u2 可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。
eR0$CTSw 同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。
flT6y-d XO+rg&Pu 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
"9 f+F _1 / 3 + 5会出现的构造方式是:
"([/G?QAG _1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象
h+ud[atk. +5 调用divide的对象返回一个add对象。
Z?xRSi2~7 最后的布局是:
IVY)pS"pR" Add
@{W"mc+ / \
|kP utB Divide 5
PD&gC88 / \
hH HQmK<r
_1 3
axpZ`BUc 似乎一切都解决了?不。
)+R n[MMp 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。
@S=9@3m{w; 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。
K`2(Q 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:
<v'&Pk< )U=]HpuzI template < typename Right >
sM+~x<}0 assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const
Ek1c >s,t Right & rt) const
AgZ?Ry {
GC:q6} return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
@$~IPg[J }
n}I?.r@e 下面对该代码的一些细节方面作一些解释
&gPP#D6A XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。
&O^-,n 因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。
Z"RgqNf 最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。
*~>p;* 除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。
X'-Yz7J?o 且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?
X
=%8*_ 正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:
7f4O~4.[i :eSsqt9]9 template < class Action >
&7oL2Wf class picker : public Action
7[w<v(Rc {
vFB^h1k~.M public :
ZP5 !O[Ut picker( const Action & act) : Action(act) {}
IzJq:G. // all the operator overloaded
B0%=! & } ;
9h?'zyX
B [iEz?1., Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。
S>r",S 现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker:
>=|p30\b ;0Pv49q template < typename Right >
nQoQNB picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const
J|].h {
?*%_:fB return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);
|/vJ+aKq }
ykx^RmD`~ marZA'u%B1 Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >
Z Cjw)To( 使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。
U2A
82;Z L- !1ybB^ template < typename T > struct picker_maker
S
YDE`- {
r:;.?f@ typedef picker < constant_t < T > > result;
F,{mF2U*$ } ;
s<)lC;#e template < typename T > struct picker_maker < picker < T > >
5OppK(Oi*C {
ZGDT
6, typedef picker < T > result;
@J"tM. } ;
uO`MA%
z< O|~C qb 下面总的结构就有了:
EgU#r@7I 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。
=jJEl=*S 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!*.jvhT picker<functor>构成了实际参与操作的对象。
k%sH0 9 至此链式操作完美实现。
2h'Wu
qO BUJ\[/ `}$o<CJ 七. 问题3
%KXiB6<4 如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。
{VL@U$'oI pX
^^0 template < typename T1, typename T2 >
QCF'/G ??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
^w.hI5ua) {
&J*M return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
1XMR7liE }
8&)v%TX ^Aq0< 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:
G$+v |z $KO2+^%y template < typename T1, typename T2 >
LWN{ struct result_2
jb-kg</A {
67YC;J]n=z typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;
o^\Pt<~W } ;
\ph.c*c uv27Vos 显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?
YR9fw 这个差事就留给了holder自己。
A913*O:\ {K]5[bMT {O^u^a\m template < int Order >
!qj[$x-ns class holder;
<4"-tYa template <>
La;G S class holder < 1 >
Aw |;C {
}OL"38P public :
l9I r@.m template < typename T >
@#)` -]g struct result_1
"y,YC M` {
Xq*^6*E-} typedef T & result;
o@Oz
a } ;
o)AwM" template < typename T1, typename T2 >
s|]g@czan struct result_2
DAB9-[y+ {
[|DKBJ typedef T1 & result;
8AuBs;i } ;
]
3"t]U'f template < typename T >
c+9L6}D typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
2}r=DAe0 {
<Ep L<K% return (T & )r;
rp||#v0l!w }
f'^uuO#x template < typename T1, typename T2 >
d,b4q&^X8 typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
5^u$zfR {
uZS : return (T1 & )r1;
CJBf5I3 }
GiV%Hcx } ;
zTF{ g+ O?JJE8~'] template <>
Q +^& class holder < 2 >
-n|bi cP {
1cLtTE public :
d(T4Kd$r template < typename T >
{r,Uik-nL struct result_1
wA=r]BT {
N{;!xIv typedef T & result;
;sZG=y@ } ;
s[yWBew template < typename T1, typename T2 >
Cbw *?9d struct result_2
&AQqI {
fu/8r%:h typedef T2 & result;
p,Ff,FfH } ;
l_vGp template < typename T >
z8Q!~NN-K typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const
*qd:f!Q3 {
<'a~ Y3B"o return (T & )r;
0
&zp }
EKwQ$?I template < typename T1, typename T2 >
I0Pw~Jj{ typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const
lkn|>U[ {
0bg"Q4 return (T2 & )r2;
94u{k1d x }
.+9hm| } ;
*@2Bh4 B0fOAP1 MtLWpi u@[ 新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。
XO <wK 现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:
Z*%;;&? 首先 assignment::operator(int, int)被调用:
CLR1CGnn7 O
VV@ return l(i, j) = r(i, j);
m[9.'@ye 先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)
:
\+xXb{ >XD?zF)6 return ( int & )i;
{3~VLdy return ( int & )j;
?+yr7_f3* 最后执行i = j;
%tCv-aX4 可见,参数被正确的选择了。
RgJ@J/p" Ys"wG B> 3Vb4zZsl > H!sD\b b_0THy.Z 八. 中期总结
Xz+%Ym 目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:
*o6}>; 1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义
rf.pT+g.P 2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。
\Pg~j\;F] 3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor
3nq?Y8yac {VgE07r IC`3%^ diq}\'f
D'"
T'@ BuJo W@) 九. 简化
NB-dlv1 很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。
oxwbq=a6yV 我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。
gq+SM
i= 首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种:
1K72}Gj)ZL 1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。
@IT[-d +-*/&|^等
j]Auun 2. 返回引用。
o>el"0rn.h =,各种复合赋值等
z5+Pi:1w 3. 返回固定类型。
a~$XD(w^ 各种逻辑/比较操作符(返回bool)
b+rxin". 4. 原样返回。
dwO fEYC operator,
I
_nQTWcm 5. 返回解引用的类型。
y>o:5':;' operator*(单目)
UXm_-/&b9 6. 返回地址。
,d"T2Hy operator&(单目)
&<&tdShI 7. 下表访问返回类型。
L.n@;* operator[]
]'.qRTz'\t 8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值
\CB^9-V3 operator<<和operator>>
!np_B0` N$fP\h^AR OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。
'gwh: 例如针对第一条,我们实现一个policy类:
T:^.; ZY ak(s@@k template < typename Left >
-(vHy/Hz. struct value_return
)nUdU
= m {
LdUz;sb template < typename T >
2/-m-5A struct result_1
xIdb9hm< {
JrP`u4f_ typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;
QiCia#_ } ;
6pt,]FlU qe]D4K8`Q3 template < typename T1, typename T2 >
I?T
! struct result_2
{^]qaQ[5N {
* #yF`_p typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;
K\xz|Gq } ;
V@'Xj .ze } ;
*G"hjc$L X3:1KDVsV O4rjGTRF 其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait
I4Do$&9<D CD1Ma8I8 下面我们来剥离functor中的operator()
}8'_M/u\ 首先operator里面的代码全是下面的形式:
3u@,OE SSe;&Jk2d return l(t) op r(t)
+y|
B"}x return l(t1, t2) op r(t1, t2)
l)r\SE1 return op l(t)
y-pdAkDh return op l(t1, t2)
:zW? O#aL- return l(t) op
/xn|d#4 return l(t1, t2) op
2> a&m> return l(t)[r(t)]
,xwiJfG;
] return l(t1, t2)[r(t1, t2)]
#X(2 1P)K@j 很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:
pH~\~ 单目: return f(l(t), r(t));
VL#:oyWA return f(l(t1, t2), r(t1, t2));
z,Xj$wl 双目: return f(l(t));
I:dUHN+@L5 return f(l(t1, t2));
&A:&2sP8 下面就是f的实现,以operator/为例
Dj/Hz\ T;u;r@R/ struct meta_divide
P@y)K!{Nk {
l;M,=ctB( template < typename T1, typename T2 >
Zma;An6 static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)
C(>!?-. {
xI,3(A. return t1 / t2;
@!;A^<{ka }
PqspoH
0OI } ;
rtPo)#t )xp3
ElH 这个工作可以让宏来做:
3MQHoxX WUS%4LL( #define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\
_'p/8K5)= template < typename T1, typename T2 > \
=CzGI|pb static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };
:k9T`Aa] 以后可以直接用
9>{fsy DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
`;mgJD 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
m%9Yo%l~ (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。。。)
_DR@P(0>_
(N/u@ M =Ti!9_~ 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
+S+!:IB
II'.vp template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
u<j;+-]8h class unary_op : public Rettype
>{AE@@PB^ {
SX,$$43 Left l;
'c~SE> public :
C\{A|'l!x unary_op( const Left & l) : l(l) {}
c{^1`(#? Up
Z 9g" template < typename T >
"Lvk?k
)hx typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
E}Cz(5 {
7a[6@ return FuncType::execute(l(t));
p$"~vA . }
!S~)U{SSK D)MFii1J~ template < typename T1, typename T2 >
(jKqwVs.: typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
Az8b_:= {
)]n>.ZmLCB return FuncType::execute(l(t1, t2));
rzdQLan }
1PVZGZxAgv } ;
27}:f?2hbJ ?* ~4~ZEE (YJ2-
X~ 同样还可以申明一个binary_op
H2iIBGu|L k8G4CFg}wP template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >
oW
OR7)?r class binary_op : public Rettype
!I|_vJ@< {
;FI'nL Left l;
HRTNIx Right r;
Qfp4}a= public :
O:v#M] binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}
'*[7O2\%/ \[!{tbK`2 template < typename T >
}<kl3{) typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
ke@OG! M / {
j7d^ga-` return FuncType::execute(l(t), r(t));
R;,5LS&*a }
shGUG; _I)TO_L; template < typename T1, typename T2 >
b73}|4v typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
,&Zp^ {
=ZSYg K return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
.NWsr*Tel }
A46dtFD{ } ;
CUB;0J( 5>dA7j^v Gy+c/gK 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
yfwR``F 比如要支持操作符operator+,则需要写一行
wo62R&ac DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)
Obu 6k[BE. 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。
=2*2$ 停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!
_e8Gt6> 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。。。
nUs=PD3) 好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。
&n]v 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)
BZOl&G( 下面是修改过的unary_op
Ww~C[8q ^69(V LK template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >
Y q/vym-O5 class unary_op
aeYz;&K {
2./z6jXW_ Left l;
EWl9rF@I ">B&dNrt public :
s o: o
b} }.u[';q]S unary_op( const Left & l) : l(l) {}
E690'\)31 3 p -SpUvp template < typename T >
.: wg@Z struct result_1
/=V!lRs {
gjiS+N[ typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;
J;V#a=I } ;
!#1UTa l d%#.~Q template < typename T1, typename T2 >
7h.[eMLPB struct result_2
/2r&ga& {
W`[7|8(6! typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
Q(WfWifu-| } ;
3]NKAPY PTpfa*t template < typename T1, typename T2 >
>7?Lq<H typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
;Srzka2 {
uI)z4Z return OpClass::execute(lt(t1, t2));
17:7w }
Vs>e"czfm/ t|&hXh{ template < typename T >
3"HEXJMc typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
ieO w& {
{6}$XLV3l return OpClass::execute(lt(t));
(-o}'l'mo }
zYis~+ D.F1^9Q } ;
3ug>,1:6- 2_6@&2 sld cI@Z 该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug
pB VzmQF 好啦,现在才真正完美了。
ASS<XNP 现在在picker里面就可以这么添加了:
80U(q/H%9 )Zvn{ template < typename Right >
mphs^k< Z picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const
1<]?@[l< {
7*+tG7I @ return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);
JFRbWQ0 }
U
d+6=Us{ 有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。
U,<?]h O/l/$pe P$__c{1\ [7{cf`C !4"$O@U4 十. bind
efyGjfoO 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。
V' sq'XB 先来分析一下一段例子
M\08 7k SR4 mbQ: j3o?B int foo( int x, int y) { return x - y;}
}.A
\;FDyj bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1
{o%OG/!1 bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3
R|\kk?,u 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。
9KL)5_6 M 我们来写个简单的。
tac_MtW? 首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
3|Y.+W 对于函数对象类的版本:
;%/}(&E2 ;0dl template < typename Func >
Jk`0yJi$q struct functor_trait
$B )jSxSy {
GSGaYq typedef typename Func::result_type result_type;
cS",Bw\ } ;
5n=~l[O 对于无参数函数的版本:
wWJM./y -+Ox/>k template < typename Ret >
ocj^mxh=O struct functor_trait < Ret ( * )() >
tY`%vI [ {
ZjgfkZAS typedef Ret result_type;
r#mH[|@W~ } ;
G'iE`4`2 对于单参数函数的版本:
tRR<4}4R _]kw |[) template < typename Ret, typename V1 >
?J5E.7o struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
T
mH5+ {
zrA=?[ typedef Ret result_type;
P9gAt4i } ;
d`xDv$QZ 对于双参数函数的版本:
*kNXju y#J8Yv8 template < typename Ret, typename V1, typename V2 >
?[8s`caK. struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >
8J0#lu {
&*qAB)** typedef Ret result_type;
ou\~^ } ;
kybDw{(}gc 等等。。。
jrO{A3<E 然后我们就可以仿照value_return写一个policy
B5qlU4km& Tu=~iQ template < typename Func >
fp$U%uj struct func_return
2()/l9.O' {
YZc{\~d template < typename T >
1{CVd m<9 struct result_1
nhB.>ReAi {
TdrRg''@ typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
m>^#:JK } ;
BK foeN)% VBg
M7d template < typename T1, typename T2 >
r4pR[G._ struct result_2
5eX+9niY {
@=6$ImU typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;
"IzM: } ;
e~G um } ;
p~<d8n4UH O<+x=>_ >'{'v[qR[G 最后一个单参数binder就很容易写出来了
b59NMGn 4^K<RSYs template < typename Func, typename aPicker >
jY$3 class binder_1
_vOSOnU {
Vdb X4^V Func fn;
#D Oui] aPicker pk;
M~djX} #\ public :
jGKI|v4U( ;<s0~B#9} template < typename T >
g$9s}\6B struct result_1
KiMEd373- {
&}b-aAt typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;
ft Rza } ;
9:CM#N~?o q=/ck template < typename T1, typename T2 >
O.'\GM struct result_2
b[my5Ol {
ka| 8 _C^z typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;
FrQRHbp3 } ;
hR~~k~84 -Z&9pI(3R~ binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}
F'JceU a*{ -r] template < typename T >
@l@erCw@ typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
+r 8/\'u- {
f26hB;n return fn(pk(t));
JrwR:_+| }
kSU]~x template < typename T1, typename T2 >
'>dx~v % typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
fqD1Ej {
JX2@i8[~ return fn(pk(t1, t2));
u|M_O5^ }
oGqbk x } ;
YjwC8#$ [UYE.$Y#( PG'+vl 一目了然不是么?
kTS#>uS 最后实现bind
~cW,B} hD>cxo E9v_6d[ template < typename Func, typename aPicker >
F@kd[>/[ picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk)
=
GZ,P
( {
>jg"y return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);
OVU+V 0w1a }
rI;tMNs g+/m:(7[s| 2个以上参数的bind可以同理实现。
|Fp+9U 另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。
Tj,1]_`=V$ lb<D,&+ 十一. phoenix
61&A` Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:
4Y4QR[>IU3 n_MY69W for_each(v.begin(), v.end(),
9*j$U$:' (
[BKX$A:Y do_
j#YPo [
(2p<I)t cout << _1 << " , "
3YJa3fflK ]
q#t&\M.U .while_( -- _1),
S3.76& cout << var( " \n " )
geSH3I
)
}(Dt,F` );
*_!}g
] hScC<=W 是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:
.{
r
%C4q9 首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor
@_C?M5v operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。
^Qa!{9o[ 那么我们就照着这个思路来实现吧:
xHi.N*~D m}o4Vr;" ;]sbz4? template < typename Cond, typename Actor >
&u~#bDh class do_while
clO9l=g {
h!q_''*; Cond cd;
"vN~7% Actor act;
hYEUiQ public :
.GOF0puiM template < typename T >
&ub0t9R struct result_1
@w5x;uB|%G {
]U)Yg typedef int result_type;
9a3mN(< } ;
}+ZZO0 U@<]>.$ do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}
U6yZKK ud:5_* template < typename T >
>Eqr/~Q typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const
H&E3RU>` {
^% jk. * do
F%^)oQT+c {
s 8iB>-dk act(t);
fH*1.0f]6 }
9KGi%UIFvn while (cd(t));
4g^Xe- return 0 ;
]@9ZUtU,;N }
0mi$_Ld+ } ;
vvmG46IgZ 6Us*zKgW U3b&/z|b? 这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().
}?^5L7n 代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。
+X|^
~)tMJ 其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。
"DsL$D2e 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。
8q_"aa,` 下面就是产生这个functor的类:
(~OP)F). n>\2_$uDI @z1pE@7jK template < typename Actor >
[
F7ru4"{ class do_while_actor
s?~lMm' ! {
]x:>!y Actor act;
A#KfG1K> public :
%8$ldNhV do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}
q3}WO]TBj ~1.B
fOR8 template < typename Cond >
g8L{xwx< picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
1%`Nu ]D } ;
G%5ZG$as lXOT>$qR< qEajT"? 简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。
{dXmSuO 最后,是那个do_
}(/\vTn*1 g=L80$1 (,OF<<OH class do_while_invoker
^g
N/ 5 {
\k>1q/T0V public :
;\(X;kQi template < typename Actor >
.-4]FGg3 do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const
bd)'1;p {
i$JN
s)I% return do_while_actor < Actor > (act);
X(JE]6_ }
<tto8Y
j } do_;
p4^&G/' `Y_G*b.Rm 好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?
8Ai\T_l 同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。
7-A/2/G< 最后来说说怎么处理break和continue
nR`)kORc 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。
>vKOG@I 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 ]