一. 什么是Lambda A!lZyG!3
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 t#NPbLZ
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, -<g9) CV5
v
vErzUxN
cIU2 qFn[
Z<vz%7w
class filler A0{xt*g
{ t!?`2Z5
public : !l'nX
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} |;gx;qp4cN
} ; EG{+Sz
g257jarkMF
J}V4.R5d
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: ' @!&{N
G@7^M}
4:V
+>Jt
Jq_\r'YE
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); EavBUX$O
B7\4^6Tx
@yTu/U
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ZdW+=;/#
/$; Z ~^P
o-<i+ To%
yhH2b:nY(9
二. 战前分析 qYoW8e
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~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 :w^:Z$-hf
392V\qtS
7?fgcb3
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); zdP?HJ=F
/* --------------------------------------------- */ e9p/y8gC
vector < int *> vp( 10 ); : /5+p>Ep}
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); MfQ0O?oBp
/* --------------------------------------------- */ c&D+=
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); <exCK*G
/* --------------------------------------------- */ voZaJ2ho/O
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); k=)U
/* --------------------------------------------- */ Sm/8VSY
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); C
>OeULD
/* --------------------------------------------- */ Hca(2 ]T-
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); !{&r|6
x.1=QF{!
Jk.x^
=9&2udV1
看了之后,我们可以思考一些问题: 1RkN^FZOxq
1._1, _2是什么? Trirb'qO
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 m-{DhJV
2._1 = 1是在做什么? NZGO8u
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ckX8eg!f
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 L91(|gQP
sX?arI=_U
LNL}R[1(
三. 动工
*RY}e
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: g!0
j1
h),;j`PrC
IsE&k2 SD
{tVA(&\<
template < typename T > jnV#Q
;
class assignment orJ|Q3c)d
{ m]DP{-s4
T value; {JWixbA
public : T)tr"<F5NP
assignment( const T & v) : value(v) {} [)`*k#.=
template < typename T2 > P~(&lu/;P
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } :$Cm]RZ
} ; !KV!Tkx h
" lD -*e4
zZ}.2He8
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Wi$?k{C
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment QmBHD;Gf
Qe~C}j%
51}C`j|V3{
2K~v`c*4
class holder {:cGt2*~^
{ $(&uaDYv
public : @#wG)TA
template < typename T > HtN:v
assignment < T > operator = ( const T & t) const @Hj]yb5
{ |(~IfSE2
return assignment < T > (t); r%: :q^b3
} Xp;'Wa"@
} ; 6~ET@"0uK
i(A`'V8GY
<,Gjo]z
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: %YxKWZ/?
u9_?c
G-
static holder _1; k1[`2k:Hk
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 e,XT(KY
Q*1Avy6]
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); li3X}
而不用手动写一个函数对象。 ",YNphjAn
,,FhE
c'$y_]
8?~>FLWTXZ
四. 问题分析 a[t"J*0
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 xN!Ki=
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。 i@{b+5$
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 .9DhD=8aIO
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Njo.-k
下面我们可以对这几个问题进行分析。 /p-k'387
)m-(- I
五. 问题1:一致性 25G~rklk
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?| axG%@5
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 NrcV%-+u%
lyowH{.N"3
struct holder $1X!Ecq_
{ m[ S1
// EhW@iYL
template < typename T > }lk9|U#6*`
T & operator ()( const T & r) const pJ?y
{ V\Lh(zPt
return (T & )r; 7WV"Wrl]
} %i&am=
} ; MDpx@.A,
+MS*YpPW
这样的话assignment也必须相应改动: 5=s|uuw/
RG1#\d-fE
template < typename Left, typename Right > 'fb&3
class assignment Ornm3%p+e
{ lz).=N}m
Left l; *E@as
Right r; *eAt '
public : +5ql`C
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} a/d8_(0
template < typename T2 > nQw, /Lk
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } ylmVmHmc
} ; * se),CP!s
iA2TvP#
同时,holder的operator=也需要改动: m,J9:S<5;
FOa2VP%
template < typename T > s4 Uk5<
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const Si;eBPFH
{ kKQD$g.z6
return assignment < holder, T > ( * this , t); %e:
hVU
} l)Cg?9
gC@=]Y
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。 1
RyvPP
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 o<S(ODOfi
BBoVn^Z*R
return l(rhs) = r; LZPLz@=&]
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。 Yu9(qRK
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Oi!uJofW
GQkI7C
template < typename Tp > ()$tP3o
class constant_t w3Qil[rg
{ n\scOM)3
const Tp t; XQ k,xQ
public : [MM`#!K%
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} S#D6mg$Z,
template < typename T > g<4@5OQKu
const Tp & operator ()( const T & r) const %?`$#*f\%
{ 9H%L;C5<
return t; )J|~'{z:
} J16(d+
} ; 6$+F5T
NSh~O!pX
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 tjy@sO/Q
下面就可以修改holder的operator=了 &C E){jC
1`&"U[{
template < typename T > %xwdH4_
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const PwxRu
{ "IdN *K
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 6c#1Do(W+
} SQBe}FlktK
9r,7>#IF
同时也要修改assignment的operator() X04JQLhy"
o7@81QA!e
template < typename T2 > i\k>2df
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } )6-!,D0 db
现在代码看起来就很一致了。 }W"/h)q
.GDNd6[K7
六. 问题2:链式操作 (^Hpe5h&
现在让我们来看看如何处理链式操作。 z/S}z4o/
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。 bu r0?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。 &qFy$`"
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。 Z:%~Al:
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct "f`{4p0v
n#5%{e>
template < typename T > QK/~lN
struct result_1 FAd4p9[Y
{ e/!xyd
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; _"c?[n
} ; 1A\N$9Dls
Zut"P3d=J
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为:
U>
1v oc
@ * *]o
template < typename T > L Z#SX5N
struct ref O9 [Dae{i
{ ZC:7N{a
typedef T & reference; h}jE=T5Hc
} ; kC-OZ VoO
template < typename T > >a2i%j/T
struct ref < T &> Sy`7 })[
{ 5"9!kZ(<
typedef T & reference; [E|%
} ; iwnFCZVS
rXu^]CK
*G
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: .~dNzonq
;JQ;LbEn
template < typename T > ]eZrb%B.
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const R<x~KJ11c
{ pbePxOG
return l(t) = r(t); %Y// }
} 7gcJ.,Z.
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 T4x%dg
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 =L&}&pT
CQm(N
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 wLz@u$u?
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: &C=[D_h
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ^8eu+E.{
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 avo[~ `.
最后的布局是: 1US4:6xX_
Add $UGX vCR
/ \ #Z]l4d3{T
Divide 5 K_sHZ
/ \ "xKykSk
_1 3 ?B~S4:9
似乎一切都解决了?不。 gG6j>%y
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。 o\;cXuh
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。 +:?"P<'
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: {N2MskK
R
*uwp'@
template < typename Right > TKBW2
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const Q'qz(G0
Right & rt) const =AIeYUh
{ M6o"|\
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); $vK(Qm
} [DzZ:8
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 BL^\"Xh$|
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。 |qFCzK9tD/
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。 }5qpiS"V9
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。 $zUHka
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 Yg kd 1uI.
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? l" P3lKS
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: E6Uiw]3
O4.`N?Xq
template < class Action > 9`X}G`
class picker : public Action b>Em~NMu_
{ :[C"}mR1
public : o!-kwtw`l
picker( const Action & act) : Action(act) {} cA8A^Iv:0
// all the operator overloaded 6A23H7
} ; Cl>{vSN
j}fu|-
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 9H#;i]t &
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: J':x]_;
O-jpS?@
template < typename Right > 3JJEj1O
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const t#BQB<GI
{ UHT2a9rG
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); O=E?m=FR"
} ,z0~VS:g 8
'YTSakNJ}
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 1@W*fVn
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 &=S<StH
s i=m5$V
template < typename T > struct picker_maker ?)V?6"fFP
{ ;xxu ,
typedef picker < constant_t < T > > result; D(&XmC[\Y
} ; rctGa ,l
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > :.bBV]6q
{ tR`^c8gD
typedef picker < T > result; F9PXQD(
} ; .:/[%q{k
dlJc~|
下面总的结构就有了: FX,kmre3
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。 KqhE=2,
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。 d;FOmo4
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 '74*-yd
至此链式操作完美实现。 *)u%KYGr
H05xt$J
% db
七. 问题3 DT#F?@LG(
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。 m:x<maP#E
mP[Z lS~"
template < typename T1, typename T2 > /JbO $A
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const q)rxv7Iu\
{ ]7DS>%mY(
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Yx"un4
} ]b'"l
Bb9/nsbE
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: #L`'<ge'g*
P5Is#7udN8
template < typename T1, typename T2 > m4~>n(
struct result_2 @T@lHc
{ -ztgirU
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; _Qd CV`
} ; &Fy})/F3v
E@[ZwTnJ
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? wGhy"1g#
这个差事就留给了holder自己。 EaN1xb(DYa
ag{cm'.
caD)'FSES
template < int Order > +Jw+rjnP
class holder; Tx:S{n7&
template <> ]gjB%R[.m
class holder < 1 > EAZLo;
{ Z%$tV3a?
public : 7;r Jr&.)
template < typename T > X]+z:!
struct result_1 \9N
)71n(
{ HVH <S
typedef T & result; 7v]9) W=y
} ; 8d1r#sILI
template < typename T1, typename T2 > ,
G9{:
struct result_2 >eM>Y@8=
{ N.F//n
typedef T1 & result; ]o2 jS D
} ; 5-2#H?:U
template < typename T > MN<uIqG
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const /v8yE9N_
{ oxZXY]$y
return (T & )r; kG>m(n
} wrm
ReT?
template < typename T1, typename T2 > /ei(Q'pc[
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6x iCTs0@
{ O 4C}]E
return (T1 & )r1; n@_aTY
} [oDu3Qn
} ; *|Bt!
Ju"K"
template <> Lpv,6#m`)
class holder < 2 > ')zf8>,
{ S'}pUGDO
public : RH~I/4e
template < typename T > H7CWAQPfj
struct result_1 e+O502]
{ 9^g?/8
typedef T & result; I4(z'C
} ; EZJ[+ -Q;
template < typename T1, typename T2 > O)%s_/UX
struct result_2 =O??W8u
{ X|4_}b> x
typedef T2 & result; ~%?LFR'
} ; 'Rq2x-72}
template < typename T > m5
l,Lxj
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const LOi/+;>
{ ,t@B]ll
return (T & )r; cxz\1Vphd
} RxO!h8
template < typename T1, typename T2 > [m0G;%KR/
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ]=]fIKd
{ )MeeF-Ad6
return (T2 & )r2; /pQUu(~h_
} }e]tn)
} ; Rj!9pwvT
YckLz01jh
f^|r*@o
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 pSdtAv
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: jX&/ e'B
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 9a$ 7$4m
g).IF.
return l(i, j) = r(i, j); @M!nAQ8hY
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) JmF:8Q3H
]/[$3rPwZ
return ( int & )i; PrvV]#O*
return ( int & )j; X?++I4\
最后执行i = j; f,'^"Me$c
可见,参数被正确的选择了。 6Sz|3ms
1~y\MD*-j
")i_{C,b^
G'{*guYU
x:iLBYf
八. 中期总结 1 Szv4
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: @ n^2UJ
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 q{uv?{I
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 gt\*9P
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor tvcM<
e20
u[6aSqwC|
v,Uu)Z
UTVqoCHA
UO4z~
#n.XOet<\
九. 简化 GQ6~Si2
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。 Dd'J"|jF38
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ^\g?uH6k U
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: |* B9{/;4
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 `M!'PMX
+-*/&|^等 ;4k/h/o1#
2. 返回引用。 'Esz#@R
=,各种复合赋值等 q$kx/6=k
3. 返回固定类型。 _18Aek
各种逻辑/比较操作符(返回bool) A7R [~
4. 原样返回。 :aR_f`KMm
operator, k-I U}|Xz
5. 返回解引用的类型。 \[<8AV"E-'
operator*(单目) n'83P%x
6. 返回地址。 `{H!V~42
operator&(单目) Ntlbn&lc;D
7. 下表访问返回类型。 i|!W;2KL5
operator[] sI`oz|$
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 >0S(se$
operator<<和operator>> G;AJBs>Y}
;N^4R$Q.
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 .#LvvAeh
例如针对第一条,我们实现一个policy类: thSXri?kl
YP73
template < typename Left > Ww
=ksggpB
struct value_return ZY*_x)h+#7
{ (97&mhs3
template < typename T > tZygTvK/S
struct result_1 ^K0oJg.E
{ OjsMT]
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; FL[w\&fp
} ; Zb:S
IJ
]%Lk#BA@A
template < typename T1, typename T2 > 4F,RlKHBl
struct result_2 8TCbEPS@Q
{ ZM_-g4[H
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; FDTC?Ii O
} ; '5\?l:z
} ; eA-$TSWh
o,!W,sx_
En ]"^*
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait j`QXl
Sr+ &
下面我们来剥离functor中的operator() %Mf3OtPiJW
首先operator里面的代码全是下面的形式: TNlS2b1
~|&To>
return l(t) op r(t) uOJso2Mx
return l(t1, t2) op r(t1, t2) i2?TMM!Fe
return op l(t) $d
Nmq
return op l(t1, t2) }b+$S'`Bv
return l(t) op ggUw4w/e
return l(t1, t2) op BHR(B]EI
return l(t)[r(t)] e#^vA$d
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] wUH:l
@6VkNe9
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: X4/3vY
单目: return f(l(t), r(t)); Kza5_7p`L
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); _uZVlu@
双目: return f(l(t)); /J!~0~F
return f(l(t1, t2)); {4r } jH
下面就是f的实现,以operator/为例 OQ+kOE&
lh-zE5;
struct meta_divide nQ;M@k&9eV
{ ZmS
]4WM<
template < typename T1, typename T2 > oiItQ4{<
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) -;o0)DwZ
{ p{;FO?
return t1 / t2; ?|{tWR,Vb
} T1uOp5_]B
} ; LT:8/&\
Fr hI[D
这个工作可以让宏来做: 86W.z6
&Y-jK <
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ *a' I
template < typename T1, typename T2 > \ G!U
`8R
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; \N.Bx
以后可以直接用 'h>CgR^NM1
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 41c4Xj?'
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 cD9.L
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) qjH/E6GGg
C:RA(
\iAs
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 C,,S<=L:
4K$_d,4`U
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > R2y~+tko?
class unary_op : public Rettype s\.\z[1
{ ms#|Yl1/|
Left l; I]Vkaf I>(
public : r^`~GG!,Q
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Z8o8>C\d9/
90">l^HX=
template < typename T > \'+P5,
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const r[3 2'E
{ F+/#ugI
return FuncType::execute(l(t)); 4]no#lVRJ
} *C,1x5
<h*$bx]9 +
template < typename T1, typename T2 > JxQGL{)
>
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gZ6tbp,X
{ zRgl`zREr
return FuncType::execute(l(t1, t2)); Z(BZGO<
} aA-s{af
} ; x*wr8$@J
.Kssc lSD1
838@jip
同样还可以申明一个binary_op _aw49ag;
oI x!?,1
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ]>,Lw=_[_
class binary_op : public Rettype ,Ofou8C6
{ !$#8Z".{v{
Left l; P.kf|,8L
Right r; 4x_#
1 -
public : u=ZZ;%Rvd
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} xvW# ~T]
PF:'dv
template < typename T > E]ZIm
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7%i6zP/a
{ 8)="Ee
return FuncType::execute(l(t), r(t)); z*`nfTw l
} %]!xr6d
#X*=oG
template < typename T1, typename T2 > Go PK. E$
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -!X\xA/KN
{ Ee'wsL
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));
iM"L%6*I^
} W=2#Q2)
} ; I1W~;2cK
<Gz* 2i
+{cCKRm
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 V(OD^GU
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 s;xErH@RA
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ]%[. > mR
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。 JjQ9AJ?-V
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! (w?W=guHu
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。。。 zI'c 'X1,
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 A&:~dZ:%w
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) V0y_c^x
下面是修改过的unary_op x_#'6H\1ga
bOK0^$k
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 5/i]Jni
class unary_op fU'[lZ
{ B)s%B'
Left l; :{~TG]4M
<ugy-vSv
public : p~dj-w
d*Kg_He-
unary_op( const Left & l) : l(l) {} J;Eg"8x]
K(Ak+&[
template < typename T > /qweozW_+
struct result_1 ^'$P[
{ Pi=B\=gs
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; y@\J7 h:
} ; 2UEjn>2
&Tk@2<5=
template < typename T1, typename T2 > @!%HEs!# #
struct result_2 d?4-"9Y
{ Fy^MI*}BZ
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; YBQ{/"v%|
} ; ?$%2\"wX~7
dA$qzQ
template < typename T1, typename T2 > K"VRHIhfg
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g
I4Rku
{ wE#z)2?`\
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); sF p% T4j
} a/U4pSug
8Oo16LPD
template < typename T > ^q/_D%]C
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N6!$V7oT
{ }RZN3U=
return OpClass::execute(lt(t)); ;%PI
} 2~QN#u|UC3
P
yN{
} ; Cm#[$T@C
rIJd(=
}N
W01nee
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 LRv[,]b
好啦,现在才真正完美了。 P#qQde/y
现在在picker里面就可以这么添加了: '~[JV>5
QP!0I01
template < typename Right > E,7b=t
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const cGS7s 8U
{ "i;"
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); a f UOIM
} zl!Y(o!@
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。 AR7]~+X
*hkNJ
zl@hg<n
"[\),7&03
I=K|1
十. bind 3zo:)N \K
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。 !Q5NV4gd+
先来分析一下一段例子 n^%",*8gD*
_:VIlg
U
}vt>}%%
int foo( int x, int y) { return x - y;} 4i(?5p>f
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 #\gx.2W7
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 t? [8k&Z
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。 Y]H,rO
我们来写个简单的。 H]VoXJ\*
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 0Y9fK? (
对于函数对象类的版本: %lS jC%Z'd
f}VIkx]X"
template < typename Func > a,KqTQB
struct functor_trait b1-'q^M
{ )H-y
typedef typename Func::result_type result_type; nx@h
} ; .X{U\{c| a
对于无参数函数的版本: aui3Mq#f
(zIIC"~5
template < typename Ret > f"0?_cG{%
struct functor_trait < Ret ( * )() > OQh4MN#$
{ XJZS}Z7h
typedef Ret result_type; ~a`
vk@8
} ; 4>t=r\"4
对于单参数函数的版本: HHg[6aw
?7R&=B1g
template < typename Ret, typename V1 > eTZ2f
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >
D:Fi/JY~
{ \* SEj&9
typedef Ret result_type; i|QL6e*0
} ; = K3NKPUI
对于双参数函数的版本: 8 J;\Z
6:qh%ZR
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Kp%:\s,lO
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Pze{5!
{ `E-cf 7%
typedef Ret result_type; R6-Z]Hu
} ; PR~9*#"v..
等等。。。 s)j3+@:#
然后我们就可以仿照value_return写一个policy E*{_=pX
)1o<}7
template < typename Func > >IE`, fe
struct func_return do=s=&T
{ HiTj-O
template < typename T > >PONu]^
struct result_1 esK0H<]
{ *e
*V%w~75
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; _q3|Ddm2LN
} ; %S]g8O[}nl
;B6m;[M+
template < typename T1, typename T2 > Pm!/#PtX
struct result_2
%)!b254
{ tzdh3\6F
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; DI7g-h8`
} ; ]j57Gk%z
} ; "D?:8!\!
X!!3>`|
nbdjk1E`~
最后一个单参数binder就很容易写出来了 6$LQO),,
Z$:iq
template < typename Func, typename aPicker > Wd]MwDcO
class binder_1 *1CZRfWI
{ q1vsvL9Q
Func fn; >!%F$$
aPicker pk; 2~RG\JWTA
public : .Fm@OQr
!TeI Jm/l
template < typename T > L2\NTNY
struct result_1 K5EU?J&
{ _Sn45h@"
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; &@/25Y2
} ; WC`x^HI
:XeRc"m<
template < typename T1, typename T2 > 1 JB~G7
struct result_2 E 9v<VoNP`
{ GLr7sack
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; (V9 ;
} ; b?nORWjC
^2-t|E=
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 2^4OaHY88
#D|n6[Y'.t
template < typename T > /L*JHNu"_
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const k07pI<a?
{ D%!GY1wdn
return fn(pk(t)); %#iu
} D2MWrX
template < typename T1, typename T2 > $#/f+kble
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^s_7-p])(
{
B`wrr8"Rz
return fn(pk(t1, t2)); 0=Mu|G|Z
} "ot#g"
} ; 2C"[0*.[N
1AAOg+Y@U"
Sgq?r-Q.
一目了然不是么? sglH=0MP
最后实现bind i:\|G^h
aDZ] {;
MeW?z|x`'
template < typename Func, typename aPicker > =gQ^,x0R9
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) olca
Z
{ !"<~n-$B
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); E8"$vl&c]
} R/Z
zmb{
d34BJ<
2个以上参数的bind可以同理实现。 HMqR%A
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 ^wxpinJ>
V?&P).5)
十一. phoenix U*:E|'>
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Zgt(zh_l
TeNPuY~WP
for_each(v.begin(), v.end(), 17F<vo>l%
( ")@#B=8+3^
do_
e"&QQ-q
[ jH?!\F2)+
cout << _1 << " , " 1"UHe*2
] z#^;'nnw
.while_( -- _1), w:07_`cH=
cout << var( " \n " ) 2sH1),\
) x4-_K%
); =Hx]K8N )
HMmB90P`
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: xq<X:\O
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ,)ZI&BL5
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 r1/9BTPKdJ
那么我们就照着这个思路来实现吧: JsHD3
hO; XJyv
~Xz?H=}U+
template < typename Cond, typename Actor > r$W%d[pB
class do_while /X%+z5
{ y3OF+;E
Cond cd; y~^-I5!_ u
Actor act; -{A*`.[v
public : +aOQ'*g
template < typename T > p} {H%L
struct result_1 f"SK3hI$p
{ <.hutU*1
typedef int result_type; o>\o=%D.a
} ; |dhKeg_
W_lXY Z<
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} N5. B"l
sW@_' Lw
template < typename T > `G`yA%
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const GQ2/3kt
{ ?OS0.
do a'(B}B=h
{ Vrs?VA`v$
act(t); qyP={E9A
} ZlP+t>
while (cd(t)); ^09-SUl^
return 0 ; `IT]ZAem`/
} 'OvM
} ; !RSJb
m UUNR,
n x{MUN7
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). dozC[4mF
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。
fj'7\[nZ
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。 .FG%QF F~
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。 us+z8Mz
下面就是产生这个functor的类: H*Tzw,f~ v
nF$HWp>
:0Z\-7iK
template < typename Actor > sE&1ZJ]7
class do_while_actor )Z)Gb~G
{ (AZAQ xt
Actor act; @qEUp7W.?
public : ,B'fOJ.2
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 8N \<o7t%
p<3<Zk 7~0
template < typename Cond > F^81?Fi.
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; >wb Uxl%{5
} ; 3g3f87[
W/g_XQ
:W;eW%Y
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ;Y0M]pC
最后,是那个do_ ~r~YR=
iBI->xU[U
&