一. 什么是Lambda <sX_hIA^Fx
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 deJ/3\t
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, g?K? Fn.}
Gyrc~m[$
PR*EyM[T
9<
S
class filler u$X =2u:P
{ I}m>t}QRI_
public : YN~1.!F
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} uJ8FzS>[V
} ; 1^ iLs
(j(9'DjP
1~j,A[&|<
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: U ,!S1EiBs
1bHQB$%z
{:KPEN
tgHN\@yj
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); $e.Bz`
a54S,}|
na
0Zb
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 xk3)#*
qQ1D }c@
R^]a<g,
P@x@5uC2
二. 战前分析 K)}Vr8,V
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。 # %'%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 )\kNufP
~#)9Kl7<X
bJkFCI/
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); rrq7UJ;
/* --------------------------------------------- */ eLbh1L
vector < int *> vp( 10 ); a&dP@)
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); r{_1M>F
D!
/* --------------------------------------------- */ >GzH_]
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); T'9M
/* --------------------------------------------- */ !1@oZ(
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); c(Fo-4K
/* --------------------------------------------- */ o{ccO29H/
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' );
OAEa+V
/* --------------------------------------------- */ _@VKWU$$
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); &B++ "f
db}lN
&vIj(e9Y
>5zD0!bA
看了之后,我们可以思考一些问题: ABL5T-*]
1._1, _2是什么? Y&y<WN}Q
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。 F!2VTPm9z
2._1 = 1是在做什么? YG)7+94
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。 ,u!_mV
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。 W)Y:2P<.
uC6e2py<[
2z1r|?l
三. 动工 Ik@MIxLK
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 1F+nWc2 b
woN
d7`C}7
{UF|-VaG
RB;2
template < typename T > 75A60Uw
class assignment pK'D(t
{ Ye^xV,U@
T value; Q8h=2YL
public : 9WHarv2 @
assignment( const T & v) : value(v) {} ]eX(K5 A
template < typename T2 > rP/W,!
7:K
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } &ha<pj~
} ; L Z3=K`gj
I;9DG8C&v*
JD AX^]
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 KqNsCT+j
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment f917F.1I
k9c`[M
Z'm( M[2K
|>-0q~
class holder zOJzQZ~
{ W#wC
public : @v.?z2h
template < typename T > Bu{%mm(
assignment < T > operator = ( const T & t) const RhE|0N=
{ u
N_< G
return assignment < T > (t); d ;,C[&
} =H^~"16
} ; (: mF+%(
JqEo~]E]
`[x'EJp#
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: 2#'"<n,G
q\~D:z$+CO
static holder _1; 6']WOM#
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 n.o_._mu2
9$%S<v
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); Ac/LNqIs
而不用手动写一个函数对象。 1z@ ncqe
5o0H7k]
18y'#<X!
lvUWs
四. 问题分析 ESe$6)P
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 KnK\X>:
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 v,US4C|^3i
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 g=Nde2d?
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ;3Q3!+%j
下面我们可以对这几个问题进行分析。 P+ 0-h
p#gf^Y5
五. 问题1:一致性 cWI7];/d;
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 5)gC<
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 a
JQ_V
#Q|ACNpYM
struct holder <,9rXjeRl
{ ETfoL.d$(
// kQrby\F(<
template < typename T > cOP%R_ak?
T & operator ()( const T & r) const i^rHZmT
{ 5[^Rf'wy
return (T & )r; BIT<J5>
}
x![ut
} ; f6#1sO4"
S^~
lQ|D
这样的话assignment也必须相应改动: 4>]B8ZxH
Qaiqx"x3
template < typename Left, typename Right > =DI/|^j{;
class assignment X
u>]$+u#
{ ZrWA,~;
Left l; FXid=&T@0D
Right r; mEV@~){
public : rwAycW7
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} lK#uyag
template < typename T2 > T lB+
tV>
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } 0'R}'
} ; AQ,%5MeqJ
w X.]O!^X~
同时,holder的operator=也需要改动: `V?NS,@$
")W5`9
template < typename T > y"ms;w'z
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const u/5)Yx+5_
{ DF"*[]^[
return assignment < holder, T > ( * this , t); So#>x5dL
} z>spRl,dr
1*B'o<?P1
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。 .L_ Hk
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 f5.Be%
Vv>hr+e
return l(rhs) = r; zBqNE`
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。 t>"|~T$9
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: .kDJuJ^
qnw8#!%I
template < typename Tp > &lB>G[t
class constant_t + )7h)uq
{ x|3G}[=
const Tp t; ^]$rh.7&
public : ~|`jIqU
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} G\*`%B_ n
template < typename T > A)nE+ec1
const Tp & operator ()( const T & r) const {CGk9g"`
{ 'Y>@t6E4
return t; ,^qHl+'
} w#;y
} ; z-`4DlJUS
8|rlP
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 7*47mJyc
下面就可以修改holder的operator=了 }kk[lvhJ
N!13QI
H
template < typename T > `W4Is~VVv
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const 6yMaW
eT
{ #M:Vwn
JX
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); ^~m}(6
} ;7g~4Uv4}
<J!?eH9f
同时也要修改assignment的operator() r6}-EYq=
|TuFx=~5v
template < typename T2 > UFr5'T
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } vt}A6mF
现在代码看起来就很一致了。 oF5~|&C
M V~3~h8
六. 问题2:链式操作 [S[@ Q[zP@
现在让我们来看看如何处理链式操作。 VqdR
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。 +\MGlsMK@.
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。 YHo*IX')C?
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。 =|q@Q`DB
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct P".rm0@R
IPlkv{^
template < typename T > Rhh.fV3
struct result_1 =OooTZb:x-
{ 'k9 1;T[
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; o>\epQt~/p
} ; rd}|^&e!Dy
,}$[;$ye
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: +K"d\<
2sT\+C&H
template < typename T > @5TJ]=
struct ref 9 H~OC8R:
{ 4NmLbM&C8
typedef T & reference; ;d||u
} ; -@`!p
template < typename T > mvGj
!'
struct ref < T &> 7 gT^ZL
{ :Pi="
typedef T & reference; I sB=G-s
} ; Q E*`#r#e
i
M!=/
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: +L#Q3}=s
Bfr$&?j#
template < typename T > g}*F"k4j
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Z<$y)bf
{ ~*ll,<L:
return l(t) = r(t); ]llvG\
} jftf]n&Z(q
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。 u/X1v-2
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 }e&Z"H |
.T^e8
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 T3^(I~03
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 7bx!A+, t
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 |j7{zsH
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 $jv/00:&
最后的布局是: xtRHb''FX
Add Z66q0wR7
/ \ P}mn2Hs
Divide 5 N(L?F):fT
/ \ )zq sn
_1 3 Vw b6QIs
似乎一切都解决了?不。 /}RW~ax
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。 $rmfE
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。 Y+_t50S
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: W=
$, \D+
r7n-Xe
template < typename Right > DbvKpM H
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const ^EmI;ks
Right & rt) const ]"4\]_?r
{ >^
M=/+<c
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); y4N=v{EbL
} <>^otb,e$
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 lAx^!#~\
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。 ?DKwKt
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。 ?ZT+4U00U
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。 ($Ck5`_MK
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 H6]z9 8
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? wdTjJfr
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: Ce_ES.
B&c*KaK;~
template < class Action > D$G:#z*
class picker : public Action \*6Ld%:h$
{ X2hyxTOp
public : uvj`r5ei
picker( const Action & act) : Action(act) {} B]5G"4,
// all the operator overloaded K,L
} ; (uskVK>L
x9VR>ux&
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。 AF-uTf
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: q~*>
w#\*{EN
template < typename Right >
uj9IK
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const u}I\!-EX!v
{ qx<h rC0Z&
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); \-~TW4dYe
} Uk|(VR9
nRlvW{p;
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > zeG_H}[2&
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。 =dTsGNz
b(|1DE0Cv
template < typename T > struct picker_maker mu}T,+9\
{ Kn+m9
typedef picker < constant_t < T > > result; JVeb$_0k
} ; Ju.B!)uS#
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > {P@OV1
{ COk;z.Kn
typedef picker < T > result; 1Ydym2
} ; 6`Af2Y_
[<p7'n3x
下面总的结构就有了: DKxzk~sOM
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 O+Q t8,
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 ts3BmfR?
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Km9Y_`?
至此链式操作完美实现。 yYM_
XF 8$D
YFY$iN~B,
七. 问题3 ({_Dg43O'[
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。 WN%KATA
C|W\qXCqu
template < typename T1, typename T2 > ^%pM$3ov
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const *iVCHQ~
{ OfSHZ;,
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); bhWH
} WYklS<B[
]5}C@W@_
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 251^>x.R
DYKJ Vn7w
template < typename T1, typename T2 > 4#^?-6
struct result_2 \E3evU
{ !9knFt43
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; k{q4Zz[
} ; <i(<|/$
` kG}NJf
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? :L!O/Bd8V
这个差事就留给了holder自己。 sHSD`mYq
8DsXw@o
_H+|Ic
template < int Order > 5VG[FY6Pl
class holder; g-Y2U}&
template <> CZL:&~l1
class holder < 1 > ;>duY\$<
{ !$i*u-%4
public : <p74U( V
template < typename T > !K~:crUV|S
struct result_1 tuF
hPqe {
{ lSzLR~=Au
typedef T & result; `Z:5 E
} ; ?-`G0 (
template < typename T1, typename T2 > v9qgfdBS5
struct result_2 @GpM4>:
{ 0[qU k(=}[
typedef T1 & result; s;'jn_,0
} ; "A6T'nOP
template < typename T > ]_ WB^
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 6.!Cm$l
{ cnR.J
return (T & )r; B8'e,9
} ;/Z9M"!u[
template < typename T1, typename T2 > `Y~EL?
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const }I1SC7gY
{ RS>;$O_(M
return (T1 & )r1; v0yaFP#kG
} Uz`K#Bz
} ; N BUSr}8|
_*I@ J/
template <> Gw5j6
class holder < 2 > _*SA_.0
{ Gw/imXL
public : !6UtwCVR
template < typename T > o`8dqP
struct result_1 K2u$1OKv
{ e /4{pe+,
typedef T & result; 9{;cp?\)M
} ; +v`?j+6z
template < typename T1, typename T2 > F( w
struct result_2 Wx<fD()
{ ;%j1'VI
typedef T2 & result; vIi#M0@N
} ; ;%_fQNFb
template < typename T > J4-64t nZ
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 9,4Lb]
{ LXIQpD,M
return (T & )r; *hP9d;-Ar
} %$)[qa3
template < typename T1, typename T2 > FM)Es&p&
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const YB^[HE\#y
{ gdu8O!9)
return (T2 & )r2; TfYXF`d
} K9#=@}!3L
} ; ]+SVQ|v0
/=5YHq>
8KQ]3Z9p
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> >。 us2X:X)
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 'n9<z)/,!
首先 assignment::operator(int, int)被调用: a19yw]hF5
Y 7a<3>
return l(i, j) = r(i, j); SOq{`~,4B
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ~qG`~/7
uK:?6>H
return ( int & )i; F3aOKV^
return ( int & )j; a5v}w7vL
最后执行i = j; TfD]`v`]
可见,参数被正确的选择了。 B} %B4&Ij
rHir>
p
iG\]
dA`.
D ]H@Sx
八. 中期总结 U9d0nj9 j
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: SxHj3,`#C
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 [/s^(2%
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 vgc#IEx@
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor B>hC8^.S|w
F
;o ^.
z"b}V01F#
oA^aT:o +
t(O{IUYM
`kn 'RZR
九. 简化 oJcDs-!
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。 .o(XnY)cgJ
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 C6=P(%y
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: _Ra$"j
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Vt {uG
+-*/&|^等 H8V${&!ho
2. 返回引用。 _%M5
T
=,各种复合赋值等 7fVlA "x
3. 返回固定类型。 |a(%a43fC
各种逻辑/比较操作符(返回bool) _&Hq`KJm
4. 原样返回。 E^:8Jehq
operator, 7r`A6 \
!
5. 返回解引用的类型。 K8sgeX|
operator*(单目) na;U]IK
6. 返回地址。 v&hQ;v
operator&(单目) YceX)
7. 下表访问返回类型。 h}X^
operator[] ? 1OZEzA!
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 /B$9B
operator<<和operator>> `aj;FrF
2VrO8q(
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。 J33enQd
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 3;wAm/Z:Q
}r}$8M+1
template < typename Left > }tvLe3O
struct value_return d-=RS]j;j
{ 8n.sg({g
template < typename T > MeXzWLH
struct result_1 YEL,TU
{ *o}LI6_u
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; [jPUAr}
} ; *}pl
tOJK~%'
template < typename T1, typename T2 > I[ r
struct result_2 '[E|3K5d
{ (]JZ1s|
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; sD|P*ir
} ; P8hA<{UFS\
} ; f^P:eBgpx
Uxla,CCp-
*hhPCYOm
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait LL|uMe"Jb
DrfOz#a0Uu
下面我们来剥离functor中的operator() w4m-DR5
首先operator里面的代码全是下面的形式: 3{gD'y4j
*SW.K{{
return l(t) op r(t) ?-40bb
return l(t1, t2) op r(t1, t2) |\yVnk!c
return op l(t) 9n#Q1Xq
return op l(t1, t2) G~SgI>Q
return l(t) op [^rT: %Z
return l(t1, t2) op (=hXt=hZ
return l(t)[r(t)] D(EY"s37
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] sFd"VRAV~E
"|{3V:e>a
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: <r6e23
单目: return f(l(t), r(t)); av-l_iE
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); {s=n "*Qp)
双目: return f(l(t)); zG\g{cB
return f(l(t1, t2)); 2~:jg1
下面就是f的实现,以operator/为例 E5-f{Qc
4NY00d/R
struct meta_divide vx:MLmZ.
{ 'z'q)vcr
template < typename T1, typename T2 > tY?_#rc
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) q|*}>=NX
{ jwm2ZJW
return t1 / t2; 28 h3Ayw4
} XS$5TNI
} ; U>0' K3_
80PlbUBb!
这个工作可以让宏来做: tVSURYA8
:)!X%2_
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ yZ
{H
template < typename T1, typename T2 > \ Ee& A5~
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; / v";u)
以后可以直接用 ls5s}X
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) L0v& m
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 \,:3bY_d
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) ^%)H;
r?{$k3Vl
tTWeOAF
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 8vzjPWu
U}H2!et&,)
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > mI55vNyer
class unary_op : public Rettype ?{bF3Mz=
{ ( K5w0
Left l; I\NiA>c
public : v&BKl
unary_op( const Left & l) : l(l) {} gv&%2e} _
nZ;h&N-_-
template < typename T > pEUbP,3M:
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]<9=%m
{ JNQiCK,)}M
return FuncType::execute(l(t)); l `D>h2]
} [kdt]+'+
F-!,U)
template < typename T1, typename T2 > 7qfo%n"
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const w28!Yj1Q
{ NGl/F{<
return FuncType::execute(l(t1, t2)); TW2OT }
} MA\^<x_?L}
} ; 71AR)6<R
;D Mv?-H
yN*HIN
同样还可以申明一个binary_op E,6(/`0H*
D`nW9i7
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Yg 8AMi
class binary_op : public Rettype 2ckAJcpEb/
{ d/Q}I[J.u
Left l; kF:4[d
Right r; 19 h7 M
public : A>;Q<8rh
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} VE4Z;Dr"
,|gX?[o
template < typename T > /O"IA4O
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vn n4
{ 2?3D`
`
return FuncType::execute(l(t), r(t)); ;^5d^-T
} yNY *Fl!
GA19=gow
template < typename T1, typename T2 > bM]\mo>z<
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @(XX68
{ #UR4I2t*
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); wRgh`Hc\}
} t`b>iX%(1t
} ; ->DfT*)
cY+vnQm
y %dUry%>
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 Fs^d-I
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 kV@*5yc?R
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) cswX?MN
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。 FhJ8}at+e
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! l26DPtWi
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。。。 !FhK<#
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Cm:&n|
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) p5<2t SD
下面是修改过的unary_op xrbDqA.b
qXPT1%+)y
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > zz ^2/l
class unary_op "0pH@_8o{
{ B_FfXFQm<
Left l; f
=H,BQ
4:$?u}9[:[
public : :3qA7D }
&1hJ?uM01
unary_op( const Left & l) : l(l) {} .r9-^01mG
:tP:X+?O
template < typename T > %N\pfZ2\
struct result_1 !"u) `I2
{ Nrl&"IK|J
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; S>~QuCMY
} ; /yHM=&Vg]
WNkAI9B
template < typename T1, typename T2 > qzv$E;zAl
struct result_2 g%z?O[CN
{ %G9:M;|'
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; =>ooB/
} ; F(E3U'G
r!eCfV7
template < typename T1, typename T2 > 9moenkL
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }8E//$J
{ ?}*A/-Hx0U
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 'T54k
} Y21,!$4gb
Q1qf'u
template < typename T > &(!Sy?tNe
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const x{u7# s1|/
{ pm<zw-
return OpClass::execute(lt(t)); {r2-^QHF
} YQ>P{I%J
;I'pC?!y
} ;
jKV,i?
w yO@oi
Vn
XAuB .)|
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug k[oU}~*U+
好啦,现在才真正完美了。 A(y^1Nm
现在在picker里面就可以这么添加了: l 6wX18~XJ
\LB =_W$
template < typename Right > nVI\Or[
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const n50XGv
{ v'`9^3(-
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 5q[0;`J
} q_Td!?2?
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。 2Up1
FFRx
;$W/le"Xr
VNx|nP&
8ID
fYJ
0*^)n&O
十. bind SJ1
1LF3)
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 i70TJk$fs
先来分析一下一段例子 gvYib`#
{t: ZMUV
C)>
])'S
int foo( int x, int y) { return x - y;} gBRhO^Sz
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 )f4D2c&VE
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 B\&;eZY'G
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。 ~:ddTv?F
我们来写个简单的。 Sc
"J5^
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: H`4H(KWm
对于函数对象类的版本: gkUG*Zw
}9fH`C/m
template < typename Func > gH-e0134%
struct functor_trait 0;'kv|
{ 4cK6B)X
typedef typename Func::result_type result_type; UJkg|eu
} ; Z~o*$tF/
对于无参数函数的版本: )AOD~T4s7
!Y_"q^5GG'
template < typename Ret > iK%<0m
struct functor_trait < Ret ( * )() > tx;DMxN!W
{ Q[i/]
typedef Ret result_type; ug!DL=ZW
} ; JsOPI]
对于单参数函数的版本: }x4,a6^
,J?Hdy:R
template < typename Ret, typename V1 > ~uRG~,{rH
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > <by}/lF0
{ o[*</A
}
typedef Ret result_type; DsY-JBDvoz
} ; MGIpo[
对于双参数函数的版本: TEOV>Tt
~*D)L'`2M
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > e!yUA!x`u
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > +v%V1lf^~
{ MJ[#Gq\0R
typedef Ret result_type; N!DAn\g
} ; 2XrPgq'
等等。。。 -bo2"*|m
然后我们就可以仿照value_return写一个policy W;*rSK|(Sc
&NV[)6!
template < typename Func > (5?5? <
struct func_return Okca6=2"
{ 0B)l"$W[)/
template < typename T > #"d.D7nA
struct result_1 d
-6[\S#
{ w3:WvA5jt
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; DHGv<
F@
} ; {
'Hi_b3
4*OL^\%
template < typename T1, typename T2 > vOsd>3"
struct result_2 cs`/^2Vf"#
{ Y."ujo #bB
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %a+X\\v2
} ; G5Y5_r6Gu
} ; !c:Q+:,H
Ea1{9>S
"+s#!Fh *
最后一个单参数binder就很容易写出来了 LU4\&fd
5bFE;Y;
template < typename Func, typename aPicker > EDvK9J
class binder_1 &$ F0
{ ayyn6a8
Func fn; A|tee@H*0
aPicker pk; La?q>
public : c;e-[F 7
Ld? tVi
template < typename T > )F&@ M;2p'
struct result_1 =If % m9
{ C1P{4 U
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 7P9n.
[
} ; 1Nw&Z0MI
I"@X~Y7}
template < typename T1, typename T2 >
y|q4d(P.
struct result_2 d9|dHJf
{ #/@U|g
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ([UuO}m-
} ; AL! ^1hCF
c&)H
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Jl&bWp^3
j11 \t
template < typename T > OYC4iI
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const JU:!lyd
{ WKX5Dl
return fn(pk(t)); cO<]%L0
} 57IrD*{
template < typename T1, typename T2 > \v]}
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const
wRb%-s
{ y&9S+
return fn(pk(t1, t2)); _)2.#L
} zc]F
} ; O/gok+K
~j3B'
Yqmx] 7Y4
一目了然不是么? #NNj#
最后实现bind $/],QD_;"
!798%T
~wDmt
template < typename Func, typename aPicker > |K'{R'A
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) %cO;{og M
{ m(nlu
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); N<hbV0$ %
} 3XY$w&