一. 什么是Lambda \J0gzi.
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 |U$oS2U\m
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, cX1"<fD o
U,Z.MPQ
RKIqg4>E
@q5!3Nz
class filler bQ0m=BzF
{ Qd]-i3^0
public : 05nG|
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} \0j|~/6
} ; 5nqj
nb22bXt
Wuye:b!
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: s<z{ (a
{Ca#{LeLk
MsX`TOyO!
tb&{[|O^
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); PWL Mux
8!me$k&
&hd+x5
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 <JYV
G9s}
q(!191@C(
rq}ew0&/
qN+ ngk,:
二. 战前分析 tB}&-U|t[~
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。 O,9KhX+
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 J9I!d.U
Q?7UiTZ
K-k;`s#
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); lXW.G
/* --------------------------------------------- */ FB6`2E%o
vector < int *> vp( 10 ); Jan73AOX
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); yWFDGk
/* --------------------------------------------- */ XLg6?Nu
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); 1/6 G&RB
/* --------------------------------------------- */ h&[]B*BLr
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); *8,]fBUq
/* --------------------------------------------- */ h+CTi6-p
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); bb+-R_3Kd
/* --------------------------------------------- */ cm6cW(x6
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); q*?LXKi
VCNg`6!x
E]6;nY?
gI'4g ZH
看了之后,我们可以思考一些问题: C{-e(G`Yd
1._1, _2是什么? 6*GY%~JbD
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。 j5G8IP_Wx
2._1 = 1是在做什么? Kt;h'?
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。 DE^{8YX,
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。 x<~ pqq8]
#l+U(zH:JG
*Jmy:C<>
三. 动工 bh3}[O,L
A
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: NK$k9,
M@E*_U!U
2jOh~-LU
m/Q@ -
template < typename T > [- a2<E
class assignment %'%ej^s-R
{ 75jq+O_:
T value; MU<Y,4/k
public : SLD%8:Zn
assignment( const T & v) : value(v) {} >|/NDF=\s
template < typename T2 > 7Xw;TA
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } # ~}
26
} ; bezT\F/\
uv/I`[@HK8
F(Pe@ #)A
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Jj8z ~3XnJ
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment !\z:S?V
B ;9^
^j0Mu.+_
~kD/dXt
class holder (l TM5qC
{ 0 j:8Ve
public : %kxq" =3
template < typename T > Wr a W
assignment < T > operator = ( const T & t) const C;1A$]bk
{ e>#*$4tg
return assignment < T > (t); mawomna
} 2+s_*zM-
} ; qb]n{b2
UwvGw5)q
\|F4@
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: D}>pl8ke~g
~>VEg3#F
static holder _1; `|XE B
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 [V|,O'X ~
E!8FZv8
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); _[<R<&jG
而不用手动写一个函数对象。 >8"oO[U5>
r1\c{5Wt
'nz;|6uC
0~iC#lHO
四. 问题分析 zcF~6-aQ
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 o+4/L)h
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 `TYQ^Zm
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 %g5TU 6WP
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 nL%;^`*8
下面我们可以对这几个问题进行分析。 -icOg6%
@{iws@.
五. 问题1:一致性 j 6%X
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 1XSA3;ZEc
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 &=Gz[1
L
jrbEJ.
struct holder W2D^%;mw
{ GpMKOjVm|
// `MAee8u'
template < typename T > J*o :RnB
T & operator ()( const T & r) const IL 'i7p
{ y>Zvos e
return (T & )r; e6z;;C@'G
} 1P.
W 34
} ; K_{f6c<
HJhPd#xCW
这样的话assignment也必须相应改动: jL(=<R(~y
-wH#B<'
template < typename Left, typename Right > }fpK{db
class assignment w<3}(1
{ ZM K"3c9
Left l; ^1s!OT Is
Right r; )G\23P
public : K{.s{;#
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 7F5t&
template < typename T2 > bE#=\kf|
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } jJkM:iR
} ; hb9e6Cc
guz{DBlK
同时,holder的operator=也需要改动: KE1S5Mck>
PVP,2Yq!
template < typename T > Fq!12/Nn
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const F1JSf&8
{ %Koc^
pb)
return assignment < holder, T > ( * this , t); 4:q<<vCJv
} kMWu%,s4
3UU]w`At
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 o,[~7N
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 #H{<nVvg^
JZQkr
return l(rhs) = r; ] e!CH
<N
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 [HI&>dm=$
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: e4p:Zb:
h#'(i<5v
template < typename Tp > /d=i0E3
class constant_t r=Z#"68$
{ Rp4EB:*
const Tp t; )f1<-a"D|
public : %^n9Z/I
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} *vc=>AEc
template < typename T > * t6XU
const Tp & operator ()( const T & r) const 8ar2N)59
{ .F:qJ6E
return t; b#bdz1@s
} iDt^4=`
} ; nr*~R-,\
DeE-M"
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 %lNv?sWb
下面就可以修改holder的operator=了 _I8L#4\(=
W7>4-gk
template < typename T > 5tT-[mQ*
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const agQzA/Xt
{ 0L"CM?C
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); j!q5 Bc?
} ZHUAM59bx
qg#TE-Y`
同时也要修改assignment的operator() lc>)7UF
A`Q'I$fj
template < typename T2 > '\\dh
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } |7n&I`#
现在代码看起来就很一致了。 2
*IF
=]&?(Gq
六. 问题2:链式操作 L@2%a'
现在让我们来看看如何处理链式操作。 #c@Dn.W
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 ^prseO?A
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 6kuN)
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 &o{I9MD
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct La48M'u
J;h4)w~9H3
template < typename T > Z]D O
struct result_1 CXks~b3SD
{ g66=3c9</6
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; x^Tjs<#
} ; @GqPU,RO
1{4d)z UB
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: [Av#Z)R
@iK=1\-2
template < typename T > 0h-holUf}~
struct ref biG=4?Xl
{ Tl5K'3
typedef T & reference; sY+U$BYB>
} ; Kdh(vNB>
template < typename T > }1]/dCv
struct ref < T &> :bI4HXT3
{ *cxmQ
typedef T & reference; wLC!vX.S
} ; wH=
r`XIn#o
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: \s?OvqI:
V2sWcV?
template < typename T > !Rk1q&U5
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const tW 53&q\=
{ _=E))Kp{z
return l(t) = r(t); (oX|lPD<b
} fx %Y(W#5
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。 0#4_vg .
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ;l>
xXSB7$
F+PIZ%
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 hLFf
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: (rO_Vfaa
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 F>jPr8&
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ~t[ #p:
最后的布局是: I Gv_s+O-*
Add /]"&E"X"
/ \ GY<ErS)2
Divide 5 Jfa=#`
/ \ 2
P+RfE`o
_1 3 \o !
似乎一切都解决了?不。 _6" vPN
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。 Pc>$[kT0
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 R 5 47
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: {9U<!
@3KVYv,q
template < typename Right > <q
hNX$t
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const E0[!jZ:c
Right & rt) const kv&%$cA
{ N
?Jr8
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); a(Ka2;M4J
} -cs
4<
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 J9S9rir&
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 W"S,~y
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 &[,g`S0
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 UfjLNe}wA
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 ;~T)pG8IS
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? j}XTa[
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: Q1EY!AV8
#%z--xuJL
template < class Action > #Z<pks2
y
class picker : public Action D
7 l&L
{ L>+g;GJ
public : rt$zM
picker( const Action & act) : Action(act) {} pq_DYG]
// all the operator overloaded ~K% ]9
} ; $l-|abLELz
f gI.q
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 P`6
T;|VDk
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 75i
M_e\
i@e.Uzn
template < typename Right > ^Dh j<_
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const d,[.=Jqv[
{ S+H#^WSt
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); c\FyX\i
} 6G6Hg&B
nL!h hseH
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > RrKAgw
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 a
OR}
I8HUH*|)n
template < typename T > struct picker_maker {:m5<6?x)
{ dVc;Tt
typedef picker < constant_t < T > > result; q# gZ\V$I
} ; oc'#sE
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > HRIf)n&~f
{ z"o;|T:
typedef picker < T > result; yq+<pfaqvK
} ; }l$M%Ps!a
'D%No!+Py
下面总的结构就有了: !VpZo*+
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 ^y'xcq
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 q)gZo[]~
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 W>
.O"Ri
至此链式操作完美实现。 idnn%iO
&:=
Gp9>R~$
七. 问题3 {YZ)IaqZ
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。 C.L5\"%
,{ CgOz+Ul
template < typename T1, typename T2 > VOwt2&mZ
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?2[=llS4
{ fOiLb.BW
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);
T~8` {^
} AbUU#C7
8OH<ppi
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: ASY
uZ
6CO>Tg:%
template < typename T1, typename T2 > KIn^,d0H
struct result_2 y$s}-O]/-
{ L`FsK64@
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ^!k^=ST1J
} ; <y'B
!d#
jjBcoQU$o
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? gXI_S9z
这个差事就留给了holder自己。 v}A] R9TY
d hiLv_/
yd"|HHx
template < int Order > $m:}{:LDCf
class holder; J9ovy>G
template <> Wd$N[ |
class holder < 1 > *7oPM5J|v
{ mkYM/*qyM&
public : g*t.g@B<2
template < typename T > qMYR\4"$
struct result_1 G39H@@ *O0
{ ?# >|P-4
typedef T & result; ^q"p8
} ; [ /*$?PXt
template < typename T1, typename T2 > ({D.oS
struct result_2 C
fQj7{
{ +f\tqucI3
typedef T1 & result; Zm%}AzM
} ; \F,?ptu
template < typename T > e;x`C
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const GW'=/
z7
{ 6v GcM3M
return (T & )r; z QoMHFL3
} Xfx(X4$ 9
template < typename T1, typename T2 > .
)Fn]x"<
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const H:U1#bQQ:
{ ;G!X?(%+
return (T1 & )r1; SynxMUlA
} l1jS2O(
} ; X X{:$f+
2t1 WbP1
template <> l*_b)&CH
class holder < 2 > IaE};8a8
{ OW)8Z60
public : aO
"JT
template < typename T > 6BW-AZc
struct result_1 r d]HoFE
{ r!Eo8C
typedef T & result; .)|jBC8|}
} ; Y8.0R-:ZAN
template < typename T1, typename T2 > j='Ne5X1
struct result_2
_+|*
{ 'Twi
@I
typedef T2 & result; dge58A)Q
} ; 8(KsU,%d
template < typename T > jR@-h"2*A
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 1|/2%IDUI
{ i/O!bq[o
return (T & )r; v{H23Cfh:
} i2)SSQ
template < typename T1, typename T2 > XT>e/x9'
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const C'n 9n!hR
{ N$Gx$u3Cd
return (T2 & )r2; Z>QSZ48=
} A40 -])'!
} ; PG<N\
7 bsW7;C
=6
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 z &<Rx[
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: P_-zkw
首先 assignment::operator(int, int)被调用: +hjc~|RK
V$q%=Sip
return l(i, j) = r(i, j); 2: pq|eiF
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) V2,.@j#
nkJ*$cT1o
return ( int & )i; dmlh;Z
return ( int & )j; fbw{)SZ
最后执行i = j; [n74&EH
可见,参数被正确的选择了。 ]-x#zp;=
2d.I3z:[
7UQD02
= 1}-]ctVn
9%zR?u
八. 中期总结 5R"b1
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: CdZ;ZR
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 &~E=T3
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 i;|%hDNWA
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ACyQsmqm:
r{%NMj
!+>yCy$~_
-vjjcyTt
JAB]kNvI
}=f}@JlFB
九. 简化 <V6#)^Or
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。 JH)&Ca>S
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 r4D66tF
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: _R5^4 -Qe
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Wc,8<Y'
+-*/&|^等 >wMsZ+@m
2. 返回引用。 <5$= Ta
=,各种复合赋值等 <NJ7mR}
3. 返回固定类型。 e6F:['j
各种逻辑/比较操作符(返回bool) FswFY7
8
4. 原样返回。 ._FgQ``PL
operator, v(: VUo]H
5. 返回解引用的类型。 /$9/,5|EA
operator*(单目) n]j(tP
6. 返回地址。 #=O0-si]P
operator&(单目) B;K{Vo:C
7. 下表访问返回类型。 |(P>'fat-p
operator[] e#zGLxa
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 S0yPg9v
operator<<和operator>> erqm=)
(nE$};c<b2
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。 wfZ'T#1
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Ak_;GvC!
U;jk+i
template < typename Left > Sl$dXB@
struct value_return pp{);
{ U-lN_?
template < typename T > "lz!'~im
struct result_1 yTDoS|B+)
{ U{ O\
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 4a3f!G$
} ; M1ayAXO
qp{NRNkQ
template < typename T1, typename T2 > ;3?M?E/$s
struct result_2 RK'( {1
{
6&u,.
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Gf%o|kX]
} ; `8y &
} ; k~vmHb
Gg;#U`
KBJ|P^W5j
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait uj:w^t ][
Y]Fq)-
下面我们来剥离functor中的operator() !^m5by
首先operator里面的代码全是下面的形式: _nRshTt`V&
M>]%Iu
return l(t) op r(t) \JyWKET::_
return l(t1, t2) op r(t1, t2) gai?LXM
l}
return op l(t) =x^I 5Pn
return op l(t1, t2) Hou{tUm{xC
return l(t) op M,#t7~t
return l(t1, t2) op q7)$WXe2LM
return l(t)[r(t)] _c(=>
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] '<}7bw}+c
!^LvNW\|
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: L,D!T&B
单目: return f(l(t), r(t)); cX=` Tl
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); C>03P.s4c
双目: return f(l(t)); 2;&13%@!
return f(l(t1, t2)); Y"lxh/l$}
下面就是f的实现,以operator/为例 q2f/#"k
Wh<lmC50(
struct meta_divide g9
yCd(2<5
{ f,-|"_5;
template < typename T1, typename T2 >
pIrAGA;
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) hZ#tB
{ 0 /kbxpih
return t1 / t2; CX:^]wY
} FQ87[|
S
} ; JZtFt=>q
woT" 9_tN
这个工作可以让宏来做: 3@&H)fdp6a
q#778
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ SKtEEFyIR_
template < typename T1, typename T2 > \ y,r`8
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ,,Db:4qfjD
以后可以直接用 U'lD|R,g
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)
%F 4Q|
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 FlgB-qR]<n
(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。。。) h1kPsgzR
/~^I]D
?I0 i%nH
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
I/>IB
$Us@fJr
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > kg61Dgu
class unary_op : public Rettype eHJ7L8#
{ b{ozt\: M
Left l; mQvKreo~
public : m@Nx`aS?
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 0!VLPA:
X
or ,}. w
template < typename T > 4l1=l#\S
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?rOb?cu-
{ ~pA;j7*
return FuncType::execute(l(t)); KALg6DZe:
} Gu}x+hG
6^aYW#O<Ua
template < typename T1, typename T2 > *~cs8<.!1
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const iR_Syk`G*A
{ Y-Ku2m
return FuncType::execute(l(t1, t2)); LWL>hd
} b c4x"]!
} ; __fR #D
Hb+#*42v
]dK]a:S
同样还可以申明一个binary_op rO`g~>-
?xo,)``
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > i]-gO
class binary_op : public Rettype F^NR qE
{ pzax~Vp
Left l; tZYI{m{
Right r; {l11WiqQH
public : OT&E)eR
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} M$W#Q\<*#r
4@V]zfu^Q
template < typename T > 5p|@ )
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const } >w
{ L@4zuzmlb
return FuncType::execute(l(t), r(t)); LA?\~rh!
} Yq?I>
i-FUAR
template < typename T1, typename T2 > tN{t-xUgk
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ],YYFU}
{ u#M)i30j
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); NslA/"*
} m3(T0.j0P
} ; -n
*>zGc
:]^P^khK
u,akEvH~a
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 U&n>fXTHn
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Doh|G:P]#
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ^!<7#kX
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。 yUW&Wgc=:
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ]`sIs= _[
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。。。 1D[P\r-
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 YU=ZZEVi
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) VDKS_n
下面是修改过的unary_op Di'u%r
<gdgcvd
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > eM+;x\jo?
class unary_op -z0{\=@#m
{ ?a>7=)%AH
Left l; ]kkBgjQbS
8KtgSash
public : :#[_Osmf(
gww^?j#
unary_op( const Left & l) : l(l) {} vNt>ESPB
5;
PXF
template < typename T > $XQxWH|
struct result_1 |NU0tct^
{ @pGlWw9*
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; uT} TSwgp
} ; b3b~T]]
6rQpK&Jx
template < typename T1, typename T2 > v$m[#&O^V?
struct result_2 0BCGJFZ{
{ +z=%89GJ
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Dsj|~J3
} ; ~y2)&x
S[~O')
template < typename T1, typename T2 > cN WcNMm
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =/g$bZ
{ Ydh<T F4!
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 9J7J/]7f
} "b>KUzuYT
d%lHa??/h
template < typename T > vzcBo%
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const uR;-eK
{ 48CI8[T
return OpClass::execute(lt(t)); ,![Du::1
} ZJ9Jf2 c
,B %fjcn
} ; t\pK`DM-[
-#wVtXaSc
ZjZh 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 `_1(Q9Q
好啦,现在才真正完美了。 Z|(c(H2
现在在picker里面就可以这么添加了: "Ug/
',jkV
D*cyFAF
template < typename Right > bqrJP3
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const qggk:cN1
{ Dk`4bYK
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); c',:@2R
} 'q92E(
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。 IE)"rTI)b
*NW QmC~
;4G\]%c)E{
``$%L=_m
M%&A.j[
十. bind n#>.\F
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。 vK6ibl0
先来分析一下一段例子 eOehgU5x
)[^y
t0%
\-
=^]]b=
int foo( int x, int y) { return x - y;} ~`2&'8
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 u`Z0{d
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 zr.+'
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。 "J
pTE \/
我们来写个简单的。 {?*<B=c
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: X
45x~8f
对于函数对象类的版本: ,g/ _eROJ
G#w^:UL
template < typename Func > zg#m09[4
struct functor_trait FgWkcV6B
{ 0+}EA[
typedef typename Func::result_type result_type; KQ4kZN
} ; Pr5g6I'G
对于无参数函数的版本: ]3t1=+
x}?DkFuxb
template < typename Ret > >gk z4.*
struct functor_trait < Ret ( * )() > /5Zp-Pq
{ y9C;T(oi;
typedef Ret result_type; 1E5a(
} ; :8^M5}
对于单参数函数的版本: _8Nw D_"
1Xy8|OFc[
template < typename Ret, typename V1 > !/Iq{2LX
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 0]T.Lh$3
{ rQ~ \~g[tP
typedef Ret result_type; 1BQ0M{&
} ; fvcW'T}r
对于双参数函数的版本: <NG/i i=
[1{SY=)
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > -)1-~7
r
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > +yf(Rs)!
{ GilQtd3\
typedef Ret result_type; H2qf'
} ; DW/1 =3
等等。。。 K8HIuQ!=
然后我们就可以仿照value_return写一个policy T'ED$}N>~
;n`R\NO9
template < typename Func > 4q>7OB:e
struct func_return (O\U /daB
{ \ Md
3
template < typename T > M1oPOC\0.
struct result_1 $hkq>i \
{ qWsylC23
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; >Z+"`"^o}
} ; Q
[rj
'yp>L|
template < typename T1, typename T2 > 60!1D>,
struct result_2 eV"!/A2:N5
{ 'X =p7 d|'
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; yND"bF9
} ; %35L=d[
} ; '_:(oAi,C
~xGoJrF\
1T ( u
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Kv(z4 z
%*wzO9w4
template < typename Func, typename aPicker > `79[+0hL'
class binder_1 I@2 uF-
{ YT>KJ
Func fn; lnS(&`oh\=
aPicker pk; L7'%;?Z
public : Hd9XfU
Ju!(gh
template < typename T > [r)eP({
struct result_1 +l`65!"
{ J/2j;,8D
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; :Sr?6FPc
} ; U{6oLqwq3Y
`@[l\.Vt:
template < typename T1, typename T2 > LL&ud_Y
struct result_2 7A5p["?Z
{ U-i.(UyZ
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; <,"4k&0Q>V
} ; pkJ/oT
57wFf-P
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} .evbE O 5
|EKu2We*
template < typename T > lbQQtpEKO
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !b8uLjd;
{ YEv%C|l
return fn(pk(t)); <$%X<sDkq
} !/`$AXO
template < typename T1, typename T2 > iPq &Y*
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const hoa7
{ H{l)
return fn(pk(t1, t2)); ^W~p..DF
} &(EHq
} ; j[I`\"
aSC9&Nf;
)p<WDiX1!e
一目了然不是么? y<pnp?x4
最后实现bind _A98
!Uh2}ic
oH^(qZ8W
template < typename Func, typename aPicker > %Y]=1BRk}
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) (D<(6?
{ =-NiO@5o
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); :_5/u|{
} <3TA>Dz
:_ROJ
2个以上参数的bind可以同理实现。 %f j+70
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。 O}Hf62"
fH\X
十一. phoenix $=B8qZ+
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: K=dR%c(
`0ZZ/]
!L
for_each(v.begin(), v.end(), K*q[(,9
(
%@Oma
do_ &$'z
[ (-0ePSOG
cout << _1 << " , " D-2.fjo9!
] 7Vu ?
.while_( -- _1), qH>`}/,P
cout << var( " \n " ) -`+<{NHv\
) BecPT
); :u6JjW[a)
!z 53OT!
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: Ml?~
|_
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 j'?7D0>
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 !ErH~<f%K
那么我们就照着这个思路来实现吧: 6KHN&P
hB9Ee@
.pPm~2]z
template < typename Cond, typename Actor > s&a1y~rv
class do_while p =(@3%k
{ !}f1`/
Cond cd; g13 rx%-
Actor act; S?ujRp
public : 7%MbhlN.
template < typename T > JhHWu<
struct result_1 7 <9yH:1
{ N~^yL <O
typedef int result_type; {2&m`Dbm
} ; JIm4vS
:s={[KBP
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 9Fo fr
ke_[
template < typename T > @%/]Q<<q
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const j}1zdA
{ C NsNZJ
do m8R9{LC
{ urBc=3Rz
act(t);
YZc>dE
} y [#pC<^
while (cd(t)); =<}<Ny
return 0 ; 7O5`v(<9n>
} 5U`ZbG
} ; oF]cTAqhC.
1'.7_EQ4T
z~*g ~RKS!
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). @"-</x3o
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。 ~y HU^5D
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。 DdQ;Q5|
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。 *&BnF\?m
下面就是产生这个functor的类: V7d)S&*V
*NFg;<:j
O7d$YB_'
template < typename Actor > 7hP<f}xL
class do_while_actor t.T
UmJ
{ H}hFFI)#Oo
Actor act; 1CU>L[W)
public : U>Ld~cw
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} K6/@]y%Wr
}jH7iyjD
template < typename Cond > {8$=[;
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; %nN `|\
} ; 5r~#0Zf*
5 @U<I
3E3U /K
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 {]_uMg#!
最后,是那个do_ ;~fT,7qBah
3@+b}9s8
hu_ ^OlF
class do_while_invoker }%b;vzkG5
{ 7SD Fz}
public : &