一. 什么是Lambda /QCyA%y
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Qp]-4%^Vz
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, 0] $5jW6]
/N82h`\n
0I@Cx{$
ac??lHtH9
class filler `SSUQ#@
{ rCdf*;
public : bv8GJ #
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} T hLR<\
} ; !`F^LXGA
@s/0 .7
hz_F^gF
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: v"a.%"oN8
O:3DIT1#>
i(@<KH
bZsg7[: C
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); z@n779 i
!u=,b fyH
N`%f+eT(
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 =c(3EI'w
Kp_^ 2V?
fnm:Wa|,%|
IB+)2 `
二. 战前分析 C2 ] x
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。 >E3 lY/[
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 <<[hZ$.
'U'#_mYG
wam-=3W
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); 86,$ I+
/* --------------------------------------------- */ uuMHD{}?}
vector < int *> vp( 10 ); S0<m><|kl
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Vz,2_QJ
/* --------------------------------------------- */ hu+% X.F4
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); lm;G8IP`
/* --------------------------------------------- */ ~
U,a?LR/
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); kwd)5J
/* --------------------------------------------- */ h*GU7<F:a
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); Z'I0e9Jw
/* --------------------------------------------- */ 8fwM)DKS
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); 9&`ejeD
2i3& 3oz]O
pD>^Dfd
Ma`Goi\vFk
看了之后,我们可以思考一些问题: ?hQ,'M2
1._1, _2是什么? rX<gcntv
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。 (\6R"2
2._1 = 1是在做什么? dnP3{!"b
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。 on q~wEr
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。 cOr@dUSL
SAEV "
32sb$|eQq
三. 动工 KVrK:W--p
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 4{r_EV[(
q;V1fogqI)
$iblLZhj
%aszZP
template < typename T > :9E_L2M
class assignment 5vso%}c
{ FiQx5}MMhu
T value; 5E+k}S]M$
public : )*Qa9+:
assignment( const T & v) : value(v) {} d^w*!<8
template < typename T2 > :a4FO
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } F& 'HZX
} ; CXsi
h8yv:}XU*
.ZxH#l _
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 6GD Uo}.
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment S0ct;CS
Y{8L ~U:
^8V cm*
U&|$B|[
class holder CKTD27})
{ jnoFNIW
public : q$Ol"K@
template < typename T > (pjmE7`"P
assignment < T > operator = ( const T & t) const afZPju"-
{ IrRn@15,
return assignment < T > (t); adJoT-8P6
} 2rw<]Ce
} ; Wsr #YNhx|
"Jp6EL%
2Z-BZu K6p
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: 3o'SY@'W
CDcs~PR@B
static holder _1; h ,@x5q>g
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Wb4%=2Qn
\4SFD3$&
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); uK?T<3]'
而不用手动写一个函数对象。 $Q:5KNF+p
7<=7RPWmD
i#jCf3%+
h
^saJfr x
四. 问题分析 5m+:GiI
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 /N@0qQ
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 pg~`NN
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 } V4"-;P
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 V,uhBMT#
下面我们可以对这几个问题进行分析。 A&5$eGe9
Oh:SH|=]#
五. 问题1:一致性 F|V co]"S1
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?| OD"eB?
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 tE{7S/?h
l!ye\
struct holder ZUyM:$
{ zYOPE 6E
// n20H{TA
template < typename T > IBVP4&}x$
T & operator ()( const T & r) const -}UCdaQ3
{ 0zpP$q$
return (T & )r; ,Z%!38gGsu
} [,5clR=F
} ; -X4`,0y%{O
GX_Lxc_<f
这样的话assignment也必须相应改动: {\t:{.F
A
q9Y0Lk
template < typename Left, typename Right > UhCd,
class assignment E"Xi
{ xiRTp:>
Left l; =]E1T8|
Right r; 4PUM.%
public : AmSJ!mTd8o
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 'q*1HNwGp
template < typename T2 > 7k3":2:
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } B0Z~L){i
} ; V!KtF
yB.6U56
同时,holder的operator=也需要改动: McnP>n
m$J'n A
template < typename T > nbpN+a%
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const qrX6FI
{ o7 !@WOeZ3
return assignment < holder, T > ( * this , t); '~ ]b;nA
} GZ'hj_2%<
<6apv(2a
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 g6W.Gl"5\w
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 l:@.D|(o3
"<O?KO3K
return l(rhs) = r; ~[9 ]M)=O0
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 k5xirB_
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: n?
s4"N6
{8jG6
template < typename Tp > Q|G[9HBI
class constant_t '`o+#\,b^%
{ m@c2'*&Y
const Tp t; w-nkf
M~
public : ^ O`
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 9DtSYd/
template < typename T > E$G"R=
const Tp & operator ()( const T & r) const Ar'5kPzY>
{ .Yu,&HR
return t; jEO;
} -`?V8OwY]
} ; d'-^VxO0
Dkdm~~Rr
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 \aW5V: ?
下面就可以修改holder的operator=了 Hh@mIusj
Y66 vJ<lM
template < typename T > o!H"~5Trv!
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const E>V8|Hz;
{ 5!cplx=<
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); 2dI:],7
} L,kF]
sU}e78m h
同时也要修改assignment的operator() \R#XSW,
q5RLIstQ\
template < typename T2 > etDB|(,z
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } (8ymQ!aY
现在代码看起来就很一致了。 |n&6z
H+0 *
六. 问题2:链式操作 A qm0|GlJ
现在让我们来看看如何处理链式操作。 /n_HUY
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。 Y.C*|p#
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。 LQQhn{[D
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。 ):[[Ch_
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct $Y4
Ao-@
TM RXl.1
template < typename T > G![1+2p:Tq
struct result_1 \m.{^Xd~
{ ! 9N%=6\
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; L'6zs:i
} ;
^Ta"Uk'
1IsR}uLh
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: FQ 4rA 4
0+H"$2/
template < typename T > {l1;&y?
struct ref hmi15VW
{ [j/-(?+
typedef T & reference; (nzzX?`nY
} ; D6m>>&E['
template < typename T > Gce_gZH7{
struct ref < T &> G
dooy~cn
{ <<xJ-N
typedef T & reference; /;>EyWW
} ; {oZ]1Qf_
PQs9@]w[
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 2KX *x_-
}$UFc1He\J
template < typename T > I'j?T.
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const }l2JXf55
{ 9!OpW:bR|
return l(t) = r(t); KG?]MVXA
} T<?;:MO88
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。 U9q*zP_jV
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 xSf3Ir(,
.KD07
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 YJ0[BcZ
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: [+1
i$d
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 5Tu.2.)N
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 0'<S7?~|
最后的布局是: $pKS['J0
Add BZBsE
:(F
/ \ WV% KoM,%
Divide 5 g?`J ,*y
/ \ I
F@M
_1 3 Nf~<xK
似乎一切都解决了?不。 -Z@p
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 O| 2Q-
@D
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 +1y#=iM{
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: v7R&9kU{
^Ve^}|qPc
template < typename Right > (1o^Dn3
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const p)ONw"sb
Right & rt) const ~DD/\V
{ ,yF)7fN
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~:@H6Ke[
} 4j*}|@x
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 WAEKvM4*i0
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 qRFN@ID$
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。 ev3x*}d0
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。 wfdFGoy(
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。 s6$3[9Vh&9
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? Y:a(y*y<
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: ^#4s/mdVO
x0d+cSw
template < class Action > 'tbb"MEi4
class picker : public Action 76m[o
{ YJy*OS_&
public : HT&0i,`
picker( const Action & act) : Action(act) {} zxh"@j$?
// all the operator overloaded =
` ^jz}
} ; jmFN*VIL
,jn?s^X6Dj
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。 L`#+ZLo
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: kpdFb7>|
^WNJQg'
template < typename Right > A=$oYBB
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const W)#`4a^xj7
{ 5c"kLq6r
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); E;qwoTmul
} 1bBK1Uw
JvDsr0]\#
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > WdT|xf.Q&
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。 _(hwU>.
vf2K2\fn
template < typename T > struct picker_maker |(SW
{ 7'|PHQ? S
typedef picker < constant_t < T > > result; j#&
} ; >=V+X"\Z
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > ZwMw g t
{ <-F"&LI{<
typedef picker < T > result; pV7Gh`<y
} ; wGvgMZ ]?'
AV p[gr
下面总的结构就有了: wLtTC4D
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。 D}T,z
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。 "" U_|JH-
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 {9Y'v
至此链式操作完美实现。 `9ox?|iJ
$<v_Vm?6d
#*!$!c{
七. 问题3 OLrD4 e
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。 9zJ`;1
%\l,X{X
template < typename T1, typename T2 > L3AwL)I
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zqh{=&Tjx
{ Db=gS=Qm
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
gnXjd}
} +a/o)C{
W(aRO
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: :j~5(K"
7m M;Q
template < typename T1, typename T2 > {rT`*P~
struct result_2 u3vmC:bV
{ q3F5\6aN
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ^mi4q[PM
} ; A-5+#
+&OqJAu
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? Q(UGwd1
这个差事就留给了holder自己。 S F>D:$a
.jp]S4~
\#aVu^`eX
template < int Order > 9$&e~^&B
class holder; ~t={ \,X\
template <> NJ>p8P`_k
class holder < 1 > oui!fTy
{ L2'd sOn
public : :2E1aVo4b
template < typename T > j&A3s{S4A
struct result_1 opMUt,4
{ KIo}Gd&
typedef T & result; ZRB 0OH
} ; Yys~p2
template < typename T1, typename T2 > t\i1VXtO
struct result_2 m]\zt
{ SbZt\a 8
typedef T1 & result; u4@e=vWI
} ; 6>:~?gs
template < typename T > |L;psK
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const A+I&.\QAR
{ +5[oY,^cO
return (T & )r; VA'X!(Cv
} }4SSo)Uv/
template < typename T1, typename T2 > Y/H^*1
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const xXZKj
{ b`W*vduf
return (T1 & )r1; |*KS<iHr%
} "<x~{BN?
} ; lGUV(D
oDP((I2-
template <> NRisr
class holder < 2 > AwUc{h l<
{ \oX8/-0 f
public : R: <@+z^A[
template < typename T > _-]!;0EIV
struct result_1 *W12Rb2
{ #}dVaXY)
typedef T & result; 6 1W/BU7O
} ; hG7S]\N_
template < typename T1, typename T2 > hF"g91P
struct result_2 P0e ""9JOo
{ !y-2#
typedef T2 & result; 4;RCPC
} ; mSzpRa
template < typename T > k%}89glm
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 45sxF?GSwL
{
}m%?&c
return (T & )r; `QdQ?9x{F
} *xg`Kwl5Kl
template < typename T1, typename T2 > 9xn23*Fo
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ceZ8}Sh
{ K3:|Tc(
return (T2 & )r2; T_?nd T2
} QZ3(u<f
} ; HDVl5X`j'
fu<2t$Cn>
`E5"Pmg
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 P5>5ps"iU
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: `%M-7n9Y
首先 assignment::operator(int, int)被调用: W Gw!Y1wq
2l@"p!ar=
return l(i, j) = r(i, j); =HY1l}\
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) @f{_=~+
8ts+'65|F
return ( int & )i; vA"niO
return ( int & )j; \c~{o+UD-
最后执行i = j; knOnUU
可见,参数被正确的选择了。 rN1U.FRe/
030U7 VT1
~sIGI?5f
[z% ?MIT
zk5=Opmvh
八. 中期总结 "6N~2q,SW
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ,.jHV
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 7grt4k
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Bw<zc=%
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor x} &a{;
]hE+$sKd
.S!>9X,
5m^Hi}S_
4b2mtLn_
Mf:M3H%YV+
九. 简化 pAil]f6
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。 sQ}%7BMK
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 <s/<b*T
^
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: d)0LVa(
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 (+UmUx=
+-*/&|^等 LR3`=Z9
2. 返回引用。 ~#"7,r Qp
=,各种复合赋值等 )ojx_3j8
3. 返回固定类型。 Nxb\[
各种逻辑/比较操作符(返回bool) E-sSRt
4. 原样返回。 :,NFFN
operator, e" Eqi-
5. 返回解引用的类型。 qsihQd
operator*(单目) /&$"}Z6z
6. 返回地址。 TTZ['HP
oI
operator&(单目) 1a&/Zlr
7. 下表访问返回类型。 5'X74`
operator[] K)/!&{7n}a
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 %e
Sm&`
operator<<和operator>> y98JiNq
cXS;z.M\_
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 0AK?{y U
例如针对第一条,我们实现一个policy类: O[IR|
q*[!>\Z8
template < typename Left > RQ^m6)BTo
struct value_return CYt jY~
{ -".kH<SWv
template < typename T > d$fvg8^
struct result_1 vZb|!#I
{ -c+[6A>j
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; >-5td=:Z
} ; .!yWF?T8
1mHwYT+
template < typename T1, typename T2 >
ofMu3$Q
struct result_2 ZD5I5
{ uw Kh
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; VY/|WD~"CW
} ; j-J(C[[9
} ; 48tcgFg[
,<@,gZru
]<27Sw&yaG
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait M=5d95*-}
]?0{(\
下面我们来剥离functor中的operator() Nfv="t9e
首先operator里面的代码全是下面的形式: K,f* SXM
\G$QNUU
return l(t) op r(t) @[MO,J&h
return l(t1, t2) op r(t1, t2) kS B
return op l(t) +
a-wv
return op l(t1, t2) #K=b%;>
return l(t) op N;-/w ip
return l(t1, t2) op xw PI
return l(t)[r(t)] {y,nFxLq
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] `"a? a5]k
)v%l0_z{
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: m`hGDp3
单目: return f(l(t), r(t)); f).*NX
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); j4;Du>obQ
双目: return f(l(t)); Ci~f#{
return f(l(t1, t2)); EjWgaV
下面就是f的实现,以operator/为例 7\IL
i[$-_
struct meta_divide Hm>-LOCcl
{ 8y$5oD6g9
template < typename T1, typename T2 > \V]t!mZ-}l
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 8
AFMn[{
{ i<%m Iq1L
return t1 / t2; di7A/B
} 60"5?=D
} ; jm+ V$YBP
A9
U5,mOz
这个工作可以让宏来做: k+FMZ,D|
Le*`r2
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 0|g[o:;fl_
template < typename T1, typename T2 > \ NX?}{'f
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 5XDgs|8
以后可以直接用 ?TDvCL
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ?RHn @$g8M
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 'X9AG6K1
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) lM>.@:
:-z&Y492
rwy+~
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 H4t)+(:D'
Zr=ib
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 7 0_}S*T
class unary_op : public Rettype Y?<)Dg.[
{ Gb;99mE
Left l; z&O#v9.NE|
public : elu=9d];@
unary_op( const Left & l) : l(l) {} )1WMlG
".gNeY6)x
template < typename T > 4Rx~s7l
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6Lb{r4^
{ Uo~T'mA"
return FuncType::execute(l(t)); >?z:2@Q)B
} G~"z_ (
u$C\E<G^
template < typename T1, typename T2 > :$NsR*Cq*9
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const GQb i$kl
{ eH
%Ja[
return FuncType::execute(l(t1, t2)); GWhE8EDT
} GMl"{Oxo&
} ; (~JwLe@a
A_Rrcsl4
tAERbiH
同样还可以申明一个binary_op k@yh+ v5
,]ga[
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 30s; }
class binary_op : public Rettype D93gH1z
{ =J](.78
Left l; *r;xw
Right r; Vz{>cSz#
public : O5zE {#
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} H(b)aw^(%
{?Od{d9
template < typename T > b]T@gJ4H=
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const YScvyh?E
{ >p0KFU
return FuncType::execute(l(t), r(t)); t8P PE
} _g~2R#2Q
kO1}?dWpa
template < typename T1, typename T2 > Us]=Y}(
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M diwRi
{ c;9.KCpwx
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 4ZwKpQ6
} \w%@?Qik
} ; "N 3)Qr
96c?3ya
{L].T#
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 E;9>ePd@
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 &n:{x}Uc
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) lNz]HiD
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。 6Z?Su(s(5
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Rb EKP(uw
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。。。 \9/RAY_G
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 a7#?h%wf
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) eklgLU-+fW
下面是修改过的unary_op ]n;1x1'
vQ1 v#Z
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > QTH7grB2v
class unary_op |0g{"}%
{ 2}vNSQvG
Left l; d$G}iJ8$mp
1y(UgEg
public : 8PBvV[
Z+4D.bA
unary_op( const Left & l) : l(l) {} T7[NcZ:I
WF[bO7:
template < typename T > F'FP0t!S
struct result_1 O6X"RsI}
{ Ch19h8M
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 1& ^?U{
} ; '#.#$8l
"g0(I8
template < typename T1, typename T2 > 0
ipN8Pg+
struct result_2 Hr^3`@}#1
{ g9~]s9
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; r|eZv<6
} ; @kxel`,$e
IeP
WOpj3
template < typename T1, typename T2 > TB!(('
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const T^:fn-S}=
{ 4CrLkr
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); p*20-!{A
} !q'
4D!I
V 1/p_)A
template < typename T > M'L;N!1A
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ++jAz<46
{ 4<gb36)|4
return OpClass::execute(lt(t)); Mxl]"?z
} =r9r~SR#
KC#/Z2A|<
} ; c{Ou^.yR
xfFg,9w8
ba@ctkCW
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 k~.&j"K
好啦,现在才真正完美了。 [{
~TcT
现在在picker里面就可以这么添加了: NxA)@9Q
Hy_;nN+e
template < typename Right > 4vWkT8HQ
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const =d)-Fd2li
{ e<cM[6H'D
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); !.TLW
} :O= \<t
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。 gckI.[!b
IzLQhDJ1
X3%Ic`Lq#
Ul+Mo&y-
6"f}O<M5H
十. bind OI}cs2m
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。 .(CP. d
先来分析一下一段例子 8}s.Fg@tE
Qf $|_&|
x@Hd^xH`
int foo( int x, int y) { return x - y;} .2)
=vf'd
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 04U")-\O
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 N<(.%<!
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 tjT>VwqH
我们来写个简单的。 /Q{P3:k
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ;j8)KC
对于函数对象类的版本: 3?n>yS
w= P9FxB
template < typename Func > L+}n@B
struct functor_trait Iw<i@=V
{ tptN6Isuh
typedef typename Func::result_type result_type; OTDg5:>
} ; H1n1-!%d
对于无参数函数的版本: W ~f(::
JM- t<.
template < typename Ret > \>QF(J [8
struct functor_trait < Ret ( * )() > c%m3}mrb
{ U.!lTLjfLz
typedef Ret result_type; re?s.djT
} ; ~{,X3-S_H
对于单参数函数的版本: 6/V3.UP-
y:m_tv0~0
template < typename Ret, typename V1 > &0zT I?c
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > mZz="ZLa:
{ 4(Iplo*Ys@
typedef Ret result_type; G uQ=gN
} ; UFAL1c<V
对于双参数函数的版本: Xce0~\_A
*jIqAhs0{
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > mE%$HZ}
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > _j?e~w&0b
{ _WX tB#
typedef Ret result_type; l>*"mh
} ; y\dEk:\)
等等。。。 UhA"nt0
然后我们就可以仿照value_return写一个policy @c9^q>Uv
R218(8S
template < typename Func > B/~%h |
struct func_return &`0/CV
{ \.YS%"Vz
template < typename T > )WT>@
struct result_1 %1}K""/
{ '52~$z#m
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; w}Uhd,
} ; o*U]v
s*U1
template < typename T1, typename T2 > $un?0S
struct result_2 `Qr%+OD
{
9$`lIy@B
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; _4^R9Bt
} ; >SPh2[f
} ; oF(Lji?m
;qH O OT
`W/sP\3
最后一个单参数binder就很容易写出来了 #Zrlp.M4
=] *.ZH#h
template < typename Func, typename aPicker > mU}F!J#6
class binder_1 4jD2FFG-
G
{ F1L:,.e`
Func fn; rV08ad
aPicker pk; C4TE-OM8
public : s(X;Eha
P(F+f`T
template < typename T > |$5[(6T|
struct result_1 #9K-7je;j
{ ME'|saP
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; _6ay-u
} ; RV@*c4KvO+
Aq3}Ng
template < typename T1, typename T2 > 5^^XQ?"
struct result_2 8\:NMP8W\
{ p<M\U"5Ye
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; (}}S9 K
} ; W`c'=c
M Y|w
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} yX~v-N!X
s%<eD
template < typename T > xyI}y(CN1
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B^g ?=|{
{ h@a+NE8
return fn(pk(t)); c y8;@[#9
} lRXK\xIP ,
template < typename T1, typename T2 > B(M6@1m_
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0jEL<TgC
{ n=[/Z!
return fn(pk(t1, t2)); Yk=PS[f
} "I(xgx*
} ; i':C)7
cTG|fdgMW
IIbYfPiO
一目了然不是么? h<$MyN4]g
最后实现bind i[ mEi|
}sxYxn~
thhwN
A
template < typename Func, typename aPicker > Dc,I7F|%
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ~ 0M'7q'
{ P-9<YN
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); %$b:X5$Z
} z*-2.}&U<
A{A\RSZ0
2个以上参数的bind可以同理实现。 ?!+MM&c-n
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。 [UH||qW
0\e IQp
十一. phoenix wp&=$Aa)'
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: I1X-s
EKO[ !,
for_each(v.begin(), v.end(), AB4(+S*LA
( UeRj< \"Q
do_ D|{jR~J)xK
[ HPZ}*m'
cout << _1 << " , " Ftr5k^!
] ')$+G152
.while_( -- _1), 4qk9NK2 U
cout << var( " \n " ) ml+; Rmvb
) %
yw?s0
); a24"yT
o7$'cn
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: \ZkA>oO".
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 I"ok&^t^}
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 f.9SB
那么我们就照着这个思路来实现吧: p9x(D/YP0
5rU[Tir
OOo3G~2r
template < typename Cond, typename Actor > k=jk`c{<[
class do_while r8xv#r 1
{ Y/*mUS[oa
Cond cd; $69oV:
Actor act; =o$sxb
E(
public : y]f"@9G#
template < typename T > 2I,^YWR
struct result_1 Kkm>e{0)AY
{ ++^l]8
typedef int result_type; B&n<M]7
} ; ]jo1{IcI
0E3[N:s
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 0"pAN[=K@
!]=d-RGNe
template < typename T > N$U$5;r~`
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const md"!33 @
{ c"B{/;A
do G6$kv2(k`@
{ ;5659!;
act(t); .N
,3od@
} gMzcTmbc8
while (cd(t)); zdYy^8V|z
return 0 ; =\H!GT
} d^{RQ
} ; |Uc_G13Y{D
xe^Gs]fm
e4 >_v('
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). .K1FKC$C
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 8@MV%MVy$
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。 vH :LQ!2
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。 %H]ptH5
下面就是产生这个functor的类: m}7iTDJR9
hhCrUn"
EK6:~
template < typename Actor > Bu#VMkchJ
class do_while_actor wAf\|{Vn
{ qVH1}9_
Actor act; .\)U@L~
public : &m-PC(W+
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} E87Ww,z8
w9< R#y[A
template < typename Cond > &L'Dqew,*
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; {xXsBh
Y
} ; >n'o*gZM
1H6<[iHW
"@iK'
c^
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 :bwjJ}F
最后,是那个do_ y1dDO2mA
0jy2H2
9\_eK,*B
class do_while_invoker t*Sa@$p
{ I ?gSG*m
public : (nf~x
template < typename Actor > Z2qW\E^_r
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const /5(Yy}
{ Azl&m