一. 什么是Lambda YC&iH>jO3
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 nX5*pTfjL3
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, 5YC56,X
(&PamsV*8
'nP'MA9b;a
^K@r!)We
class filler 6\ux;lksn*
{ w?C_LP
public : )g:UH
Ns
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} [2 2IF
} ; ="@W)"r
D> Z>4:EM
Q+mMpI
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: ZyCAl9{p
;07!^#:L=Q
;DC0LJ
M42Zpb].
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); P:lvZ
kSU5
}
-/x +M-X#
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 H4l:L(!D
H!F'I)1
)FWF T:P~
:1_hQeq
二. 战前分析 =e$
#m;
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。 zIF &ZYP
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 lUUq|Qr
`Kym{og
-B4uK
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); P7egT,Z
/* --------------------------------------------- */ n,PHfydqX
vector < int *> vp( 10 ); ]~?k%Mpw
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); wrqdQ}@(
/* --------------------------------------------- */ E>4#j
PK
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ~pzaX8!
/* --------------------------------------------- */ W:(:hT6`j9
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); C^nL{ZP,
/* --------------------------------------------- */ v^@L?{"}8
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ^l$(- #'y
/* --------------------------------------------- */ YD.3FTNGC
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); |\QR9>
h4?+/jk7
f@LUp^Z/v
wB9IP{Pf
看了之后,我们可以思考一些问题: 15yIPv+5
1._1, _2是什么? Td;e\s/]
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。 r0\bi6;s/
2._1 = 1是在做什么? Ub3,x~V
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。 W**=X\"'
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。 .kC}. Q_
H kg@M?(
/@3+zpaw X
三. 动工 #H!~:Xu
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: (R6ZoBZ
S<Q1
&],
<(f4#BP
K"}Dbr
template < typename T > \W=
class assignment GK&yP%Z3
{ cYbO)?mC_
T value; +D
h=D*
public : 2CmeO&(Qf*
assignment( const T & v) : value(v) {} <ht>>
template < typename T2 > WZm^:,
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; }
#jZ:Ex
} ; ~B=\![
@J r
<U~P-c
tN
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Q@$1!9m
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment $hKgTf?
\&TTe8
Lvp/} /H/
ise@,[!
class holder PU'v o4
{ OW-+23)sj
public : Gi<f/xQk>
template < typename T > vi5~ Rd`
assignment < T > operator = ( const T & t) const dt5gQ9(B
{ wSAm[.1i
return assignment < T > (t); Xrz0ch
} ADR`j;2
} ; [")0{LSA=
=pk'a_P8-
PN.6BJvu
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: kBONP^xI
A%GJ|h,i
static holder _1; ko5\*!|:lj
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 8p5'}Lq
VqbiZOZ@
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ]$L[3qA.
而不用手动写一个函数对象。 +\W"n_PPy
5vpf;
ITsJjcYw
JQtH},Tr
四. 问题分析 ;8T<L[ ^U
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。 ]!A;-m
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。 K[ \z'9Q
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 hV,3xrm?P
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 t
=*K?'ly
下面我们可以对这几个问题进行分析。 a 6 ]!4
sW]n~kTt'
五. 问题1:一致性 N!m%~},s//
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?| \O0fo^+U,,
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 r[,KE.^6~#
@"~\[z5
struct holder S1B/ClKWq
{ m_Rgv.gE^
// R80R{Ze
template < typename T > TtvS|09p;
T & operator ()( const T & r) const E$1^}RGT)
{ |.S;z"v![
return (T & )r; [%@zH
} cr/|dc'
} ; $bo^UYZ6
^s?wnEo;j
这样的话assignment也必须相应改动: O[`Ob6Q{F
l~=iUZW<
template < typename Left, typename Right > :rj78_e9
class assignment 7'8O*EoB'
{ :D,YR(])
Left l; ew"Fr1UGYZ
Right r; lvN{R{7>
public : oby*.61?5l
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ;?[~]"
template < typename T2 > {jVFlKP>
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } \8$`:3,@
} ; OM.^>=
=;`YtOL
同时,holder的operator=也需要改动: w %zw+E
6,7omYof
template < typename T > Ya_6Zd4O
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const roA1=G\Q
{ .( J/*H
return assignment < holder, T > ( * this , t); 4tC_W!?$t
} g}D$`Nx:
K@i*Nl
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。 BmM,vllO
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Z\L@5.*ydE
_qg6(
X
return l(rhs) = r; %b?Pasf.
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。 &-*nr/xT
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Z`*cI
"4`%NA
template < typename Tp > O7\s1
V;
class constant_t c]]F`B
{ s6D-?G*u%8
const Tp t; H94.E|Q\+
public : p3S c4
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} kmoJ`W} N
template < typename T > Z])_E6.
const Tp & operator ()( const T & r) const n,F00YR
{ % n{W
return t; $ {+.1"/[
} zfZDtKq
} ; :qbG%_PJ
VMWg:=~$
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 }"-r;i
下面就可以修改holder的operator=了 | rvr Sab)
f+920/>!Z
template < typename T > R\}YD*
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const _y9P]@Q7%
{ 1FJ[_l
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); $imx-H`|
} c{Kl?0#[
_E;Y
~I,i
同时也要修改assignment的operator() r83~o/T@
!7oy%{L
template < typename T2 > Wa(S20yF
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } sV<4^n7
现在代码看起来就很一致了。 /RM-+D:Y
k)s 7Ev*
六. 问题2:链式操作 78)^vvn5~
现在让我们来看看如何处理链式操作。 /)1-^ju
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。 TJpv"V
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。 h7$!wf!I
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。 `k&K"jA7$
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct &[RU.Q!_H
q?L(V+X
template < typename T > _);Kb/
struct result_1 t {"iIz_S
{ Elp!,(+&6
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; bY~ v0kg
} ; 'EV *-_k
G C'%s
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: CiI:
uU
"^z=r]<5
template < typename T > At(9)6n8
struct ref QNXxpoS#
{ gN(hv.nQ
typedef T & reference; k_>{"Rc
} ; cEdJn@ ,
template < typename T > 'cN#rHPB6
struct ref < T &> }yw;L(3
{ 9/Dt:R3QU
typedef T & reference; fZ}Y(TG/
} ; %>2t=)T
?MM3LA! <
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: df*#?Ok
.4> s2
template < typename T > /zf>>O`
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const v4_OUA>z,
{ h)8+4?-4I
return l(t) = r(t); AJfi,rFPg
} ,,@`l\Pgd
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。 k{jw%a<Sc
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 cl{W]4*$
WN+Jf
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 _|3TC1N$n
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ACO4u<M)
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 VtiqAh}4
+5 调用divide的对象返回一个add对象。
IB{ZE/
最后的布局是: 1\*B.
Add 6 v^
/ \ !`[I>:Ex
Divide 5 8 QF?W{NK
/ \ \.P}`Bpa
_1 3 %8CT -mQ
似乎一切都解决了?不。 >JPJ%~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。 ^:DhHqvK
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。 QX.6~*m1
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: BddECY,z
xg,]M/J
template < typename Right > MW$H/:3
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const ' P`p.5nH
Right & rt) const Xm:=jQn
{ <ytKf<a%e
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); nX\]i~
} @gSFvb bc
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 }u_EXP8M
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。 Pgw%SMEp
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。 RyOT[J
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。 b2X'AHK S
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。 R P:F<`DB|
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? ]Wd`GI
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: yC0f/O
$dTfvd
template < class Action > h2"|tTm,a
class picker : public Action %C`'>,t>
{ YD46Z~$
public : _8b]o~[Z+
picker( const Action & act) : Action(act) {} ?e y&Un"
// all the operator overloaded MAe<.DHY
} ; `x$}~rP&)!
x)VIA]
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 ;5Vk01R
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: +yb$[E*
f'6qJk%J
template < typename Right > z[\W\g*|ri
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const 6"Lsui??
{ ~26s7S}
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); %rDmW?T
} AIl$qPKj&
oIvnF:c
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > nK jeH@
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 qSoBj&6y
VyoE5o
template < typename T > struct picker_maker >[XOMKgQ](
{ g)9JO6]
typedef picker < constant_t < T > > result; ,/?%y\:J
} ; @ojg`!,
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > %kZ~xbY
{ l0caP(
typedef picker < T > result; sh
!~T<yy
} ; u1;e*ty
X(!AI|6Bt
下面总的结构就有了: we\b]
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 2JA&{ch
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 n4vXm
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 k>:/D
至此链式操作完美实现。 nI*(a:
W7*_ T]
) _9e@~,
七. 问题3 WAwfL?
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 9*=@/1
qX
p,d
template < typename T1, typename T2 > 1akD]Z
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const F9k
I'<Q
{ iM/*&O}
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); tB ,.
} I(^jOgYU
d4p{5F7]^
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: EtR@sJ<
I|F~HUzA"
template < typename T1, typename T2 > Jcalf{W6
struct result_2 /OhaERv
{ 6VH90KAT
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; f/0v'
Jt
} ; e7XsyL'|p
|D;"D
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ZSF=
这个差事就留给了holder自己。 Q(=Vk~v
8K@"B
ZVdsxo<
template < int Order > QN5yBa!Wz
class holder; Q{qj
template <> iHE0N6%q
class holder < 1 > P~Te+ -jX}
{ *xX(!t'
public : Jt-XmGULB
template < typename T > [GR]!\!%~
struct result_1 nr<WO~Xw~
{ hl6,#2$
typedef T & result; Y7*(_P3/
} ; 9n>$}UI\
template < typename T1, typename T2 > ]RH=s7L
struct result_2 ><;l:RGK|
{ >/TB_ykb
typedef T1 & result; %aj7-K6:t
} ; =2RhPD
template < typename T > f?=r3/AO
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ).0V%}>
{ * ?
K4!q'
return (T & )r; /S7+B]
} 1<LC8?wt
template < typename T1, typename T2 > %_B:EMPd
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const , @%C8Z
{ -H1"OJ2aF
return (T1 & )r1; !
Q|J']|
} JqI6k6~Q^
} ; v!<PDw2'
hmK8jl<6
template <> j+_S$T8w
class holder < 2 > \6`v.B&v
{ 2
) TG
public : $ZQlIJZ
template < typename T > j~,h)C/v
struct result_1 GB&Nt{
{ 4R&*&GZ#
typedef T & result; l `fW{lh
} ; 8 A2if9E3
template < typename T1, typename T2 > w1wXTt
struct result_2 k~0#'I9
{ y#]}5gJ
typedef T2 & result; r?64!VS;
} ; Xtci0eS#V
template < typename T > )^t!|*1LA
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const )8pcf`h{
{ p>k]C:h
return (T & )r; lZ}izl
} !"g=&Uy&
template < typename T1, typename T2 > VDB$"T9#
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const a`7%A H)
{ OOCQsoN
return (T2 & )r2; E^b
pckP
} {iA^rv|
} ; q<-%L1kc1
?Wwh
_TO
s{yJ:WncI
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> >。 'n~fR]h}
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: sS
C?io
首先 assignment::operator(int, int)被调用: OI~}e,[2z
]}BB/KQy^
return l(i, j) = r(i, j); CfQf7-
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) fH-NU-"
j h;
9
[
return ( int & )i; (FM4 ^#6
return ( int & )j; @q,)fBZq
最后执行i = j; Q2*/`L}m\
可见,参数被正确的选择了。 N1PECLS?
O
x{Q.l
{J{1`@
;!'qtw"CB
m'd^?Qc
八. 中期总结 ;xL67e%?
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: h]qT1(I
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 F
vj{@B!
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 T'hml
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor a lrt*V|=
CNut{4
}.'Z=yy
F#6cF=};@
DYX-5~;!
/E)9v$!
九. 简化 iDZrK%fl
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 M
/"gf;)q>
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 W3^.5I
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: |,3l`o
k
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 7krh4
+-*/&|^等 EY]a6@;
2. 返回引用。 a~WqUL
=,各种复合赋值等 G OpjRA@
3. 返回固定类型。 Po> e kz_E
各种逻辑/比较操作符(返回bool) o"RJ.w:dn
4. 原样返回。 Z
#EvRC
operator, 9x(}F<L
5. 返回解引用的类型。 [ dGO,ndE
operator*(单目) "r@G@pe
6. 返回地址。 U M@naU
operator&(单目) K${}r0
7. 下表访问返回类型。 zyDZ$Dhka
operator[] vEF=e
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 SWT:frki`
operator<<和operator>> r]9 e^
TaOOq}8c#
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 58J_ w X
例如针对第一条,我们实现一个policy类: IK3qE!,&U
:.DI_XN`
template < typename Left > ovz#
struct value_return +I&J7ICV0
{ |-n
('gQ[
template < typename T > e[}],W
struct result_1 t~ -J %$
{ y5_XHi@u~o
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; bjlkX[{}I
} ; or7pJy%4"
va^0JfQ
template < typename T1, typename T2 > A';n6ne%i
struct result_2 ' X}7]y
{ Pw= 3PvkL
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; i *B:El1
} ; WKxm9y
V
} ; `
VwN!B:
Ae6("Oid
?ZaD=nh$mK
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait _-/x;C
r
sLc&2F
下面我们来剥离functor中的operator() W<Z$YWr
首先operator里面的代码全是下面的形式: FZpsL-yx^N
9
Va40X1
return l(t) op r(t) K@6`-|I
return l(t1, t2) op r(t1, t2) dnwdFsf
return op l(t) O4E(R?wd
return op l(t1, t2) l~['[Ub0)
return l(t) op ~5ubh2{
return l(t1, t2) op ?gN9kd)
return l(t)[r(t)] R4SxFp
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] _jmkl
B
v
J-LPTB
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: S*g`d;8gV
单目: return f(l(t), r(t)); UQ~4c,
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); #X5hSw;
双目: return f(l(t)); x{Sd
P$
return f(l(t1, t2)); }%x}fu#
下面就是f的实现,以operator/为例 gD6tHg>_
H<Hrwy~
struct meta_divide ;R!*I%
{ Ft)
lp>3gv
template < typename T1, typename T2 > "5}%"-#
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) YDFCGA
{ XVF^,Yf
return t1 / t2; q &
b5g !
} f^?uY8<
} ; ;E#\
(z2Z)_6L*L
这个工作可以让宏来做: d=y0yq{L
%[ /<+
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ f>z`i\1oO
template < typename T1, typename T2 > \ zKxvN3!
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; .LObOR5J7
以后可以直接用 h@@d{{IqT
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) f05=Mc&)
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 4V$fGjJ3
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) ?'wsIH]m
HIGNRm
m?;$;x~Dj
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 |sf*hlrJ
|l7%l&!
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 4P%m>[
class unary_op : public Rettype .*!#98pT
{ %iJ|H(P
Left l; *,lh:
public : ax_YKJ5#P
unary_op( const Left & l) : l(l) {} \QT9HAdd@
8;#AO8+U7)
template < typename T > 6IP$n($2
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !5UfWk\G
{ X>t3|h
return FuncType::execute(l(t)); 9P.(^SD][z
} RqLNp?V%
8QF2^*RZ7z
template < typename T1, typename T2 > FVgMmYU
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ZXt?[Ll
{ o@/xPo|
return FuncType::execute(l(t1, t2)); Uo6(|mm
} DMd ,8W7a
} ; J?%}=_fsa
eg3L:rk_
M&y5AB0
同样还可以申明一个binary_op 2*u.3,aW
hD
q2-X}
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > -eml
class binary_op : public Rettype :c7CiP
{ ?2ItB `<(
Left l; ntGq"
o
Right r; })[($$f/
public : ]1sNmi$T
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} DZs^ 2Zc
=& -[TPW
template < typename T > zZ=$O-&%
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `FJ|W6%
{ {Q~7M$
return FuncType::execute(l(t), r(t)); KG8W8&q
} fg&eoI'f
u9]1X1wV
template < typename T1, typename T2 > &?+WXL>
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const T2weAk#J
{ D.*>;5:0'
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); eko]H!Ov(
} `#6x=24
} ; |RhM| i
B:9.e?t
f=`33m5
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 #$'FSy#
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Wx]d $_
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) |!LnAh
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。 ZL_[4Y
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 6y
Wc1
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。。。 {TAw)!R~
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 }c|U X
ZW
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) Hk;-5A|9
下面是修改过的unary_op B QjGv?p0s
n?E}b$6
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > fz}?*vPW
class unary_op ue0s&WF|
{ KAc >-c<
Left l; T*CME]
Gt~JA0+C)7
public : nQ=aLV+'
Eg8i _s~:
unary_op( const Left & l) : l(l) {} MzTW8
!wh&>3~
template < typename T > 8eyl,W=dn
struct result_1 HI!4
{ OW`STp!
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Gv~p
} ; T PYDs+U
M"wue*&
template < typename T1, typename T2 > Q~Ea8UT.#
struct result_2 nvyB/
{ 8;n_TMb
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 6E^~n
} ; &88oB6$D^q
?+`xe{k
template < typename T1, typename T2 > \dkOK`)b
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const D7Zm2Kj
{ Z8&'f,
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); CAgaEJhX3
} kso*} uh0
gx;O6S{
template < typename T > (lWq[0^N
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const PW)aLycPK
{ =~|:t&v=c
return OpClass::execute(lt(t)); {THqz$KN
} |y1;&<
KCtX$XGL
} ; &;>4N"]
BSzkW}3q9
qO()w
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 {-WTV"L5*2
好啦,现在才真正完美了。 lhPGE_\
现在在picker里面就可以这么添加了: P(ZQDTbM
:
(|u31[
template < typename Right > .
/m hu
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const (3%t+aqq
{ u$\a3yi
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); "JT;gaEm
} n?QZFeI`
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 (vyz;Ob
oNYZIk:
(?Q|s,
`s/?b|,
PRr*]$\&Mj
十. bind fL6e?\Pw
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。 ?[TW<Yx
先来分析一下一段例子 8^ #mvHah
j_Nm87i]
FvXqggfGv
int foo( int x, int y) { return x - y;} `X8@/wf#
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 fRHKQ(a#
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 hh"-w3+
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。 qrBZvJU
我们来写个简单的。 IXq(jhm8bL
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: CqoG.1jJS
对于函数对象类的版本: G{lcYP O
N|dD!
template < typename Func > $p$dKH
struct functor_trait @ 4UxRp6+
{ QLr9dnA
typedef typename Func::result_type result_type; PT]GJ<K/
} ; 4hAJ!7[A.
对于无参数函数的版本: 3S"] u}
KIus/S5
RC
template < typename Ret > (S9f/i^
struct functor_trait < Ret ( * )() > |g_g8[@`}
{ I=rwsL
typedef Ret result_type; Iti0qnBN5
} ; 7"Mk+'
对于单参数函数的版本: >^SEWZ_[
9&
template < typename Ret, typename V1 > n-afDV
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 4 I@p%g&
{ ,8VU&?`<}
typedef Ret result_type; a!,r46>$H
} ; oF|N O^H
对于双参数函数的版本: 3W&S.$l
$a#H,Xv#
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > APSgnf
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > b?VV'{4
{ H3O@9YU
typedef Ret result_type; dULS^i@@
} ; q|dH~BK
等等。。。 YpmYxd^
然后我们就可以仿照value_return写一个policy yoS? s
K*vU5S
template < typename Func > erFv(eaDK
struct func_return `f`TS#V
{ bcz-$?]
template < typename T > ]?<n#=eW
struct result_1 Y83GKh,*
{ s&tE_
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; qVgd(?hJ#
} ; h @/;`E[
>k(MUmhX
template < typename T1, typename T2 > H^AE|U*-G
struct result_2 S4A q'
{ Qc"'8kt
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; D"l+iVbBP
} ; j^SZnMQf
} ; r<R4
1Fz
SF<Vds}A2
f =s&n}
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Mr3-q
MC!ZX)mF
template < typename Func, typename aPicker > UY>v"M
class binder_1 @,OT/egF4:
{ C"eXs#A
Func fn; QMp rv*i
aPicker pk; ]r/^9XaqtA
public : d7Ro}>lp
Xu} U{x>
template < typename T > GjT#%GBF
struct result_1 FN87^.^2S
{ MDO$m g
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; PuCc2'#
} ; 'Pd(\$ZY
p 2O~>97t1
template < typename T1, typename T2 > u$*>`Xe6
struct result_2 nzsl@1s
{ %J7UP4
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; jAhP>
t:
} ; B6M+mx"G
SoQR#(73HK
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} \k@$~}xD,
vmZ"o9-{#X
template < typename T > R.RSQk7;
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const {=Q7m`1
{ (?i[jO||B
return fn(pk(t)); F4C!CUI
} veh
5}2
template < typename T1, typename T2 > }*wLEa
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const B#l?IB~
{ {})$
9 9"x
return fn(pk(t1, t2)); + ,4"
u
} e@]-D
FG
} ; Af-UScD%G
;)hw%Z]Jj$
K~6e5D7.
一目了然不是么? 3vic(^Qh
最后实现bind F jrINxL7^
AR&:Q4r|
|%7cdMC
template < typename Func, typename aPicker > `:|@Zln
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) -1%OlKC
{ Lxe^v/LsT
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ;sOsT?)7$
} w4};q%OBj
1,t)3;o$
2个以上参数的bind可以同理实现。 URTzX
2'[
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。 HEF?mD3h
^4>k%d
十一. phoenix X9=N%GY[
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: K 1#ji*Tp
Tx>K:`oB
for_each(v.begin(), v.end(), ?UZ?NY
( 6[ga$nF?
do_ 2W<n5o
[ <z)m%*lvU
cout << _1 << " , " g.DLfwI|
] vfc[p ^
.while_( -- _1), @w9{5D4
cout << var( " \n " ) q!lP"J
) P,xwSvO#M
); '+y_\
wa09$4>_w
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 4B[D/kIg
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor "M
H6fF
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 msx-O=4g
那么我们就照着这个思路来实现吧: rNN
j0zw>
uGH?N
LF<wt2?*
template < typename Cond, typename Actor > -_A$DM!^=w
class do_while \Ad7
G i~
{ kBWrqZ6
Cond cd; ](0mjE04<d
Actor act; GHc/Zc"iX
public : %5'6Tj
template < typename T > ^krk&rW3
struct result_1 Djt%r<
{ 3{7T4p.G
typedef int result_type; TpfZ>d2
} ; Ty4S~ClO#'
'?5j[:QY@
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} -apXI.
,J=P,](
template < typename T > hwnJE958L
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const YlK7;yrq(
{ M4f;/ `w
do .K8w8X/3
{ epD?K
act(t);
#=c`of6
} ^q[gxuL_
while (cd(t)); iAn'aW\TF
return 0 ; Gpj* V|J
} pHE}ytcT
} ;
Yc Q=vt{
K`%tGVY
j6:7AH|!)2
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). K >tf,
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。 zd%rs~*c
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。 KM,|} .@:
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。 A$/\1282
下面就是产生这个functor的类: :%rS
=f
rfcN/:k
k-LEI}h
template < typename Actor > |}&RXD
class do_while_actor K7TzF&
{ j f~wBmd7
Actor act; lTRl"`@S
public : jQs>`P-CM
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} (#\pQ51
TV59(bG.2
template < typename Cond > s<QkDERMX
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; r4}*l7Q
} ; %ati7{2!
.giz=*q+
.)XP\m\
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 D/(CU#i"
最后,是那个do_ *#U+qgA;`
_c(4o:
f{#j6wZM
class do_while_invoker Gctsp2ndW
{ |9K<-yD
public :
W m&