一. 什么是Lambda '%.:97
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ' XJ>;",[
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, eM";P/XaX
B8){
7JvBzD42
:C*7DS
class filler 50#iC@1
{ zO BLF|L=
public : j\kT
H
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} 04`2MNfxG
} ; \':'8:E
ZS*PY,
,%>]
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,(82k
zq1je2DB
&M p??{g
=P}ob eY
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); $l05VZ
9Z.Xo kg
7>#?-, B
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ZG29q>
TPjElBh
{z~n`ow
AgEX,SPP
二. 战前分析 Y.XNA]|
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 @ev"{dY
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 or~2r8
LhN?j5XqM
#|<\q* <
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); ME.l{?v
/* --------------------------------------------- */ kj_MzgC'?
vector < int *> vp( 10 ); .dA_}
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ~m:oJ+:O
/* --------------------------------------------- */ (}Q(Ux@X
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); >KPxksFR8
/* --------------------------------------------- */ g=)B+SY'
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); %b8ig1
/* --------------------------------------------- */ ,sw|OYb
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); ?A4zIJ\
/* --------------------------------------------- */ N|JML
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); `fTH"l1zn
" Y%fk/v8
'%Cc!63t*
S#h-X(4
看了之后,我们可以思考一些问题: ~
_ ogeD
1._1, _2是什么? 2/Xro rV
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 b 6kDkE
2._1 = 1是在做什么? s7(NFX5
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 \wMqVRPoQ
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 j<"@Y7
``X1xiB
>A5*=@7bY?
三. 动工 0R2KI,WI
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: WC&V9Yk
<{ZDD]UGs0
ltQo_k
p**Sd[|
template < typename T > {KQ-QKxxS
class assignment >:o$h2
{ {}.M(nPtv;
T value; QZwUv<*
public : (,nQ7,2EX
assignment( const T & v) : value(v) {} k4N_Pa$}\
template < typename T2 > E?v9c>c
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } ,>
Ya%;h2k
} ; zR@4Z>6
azhilUD8
v11Uw?CM
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 !uZ)0R
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment %C[#:>'+
RSfB9)3D
+ d?p? v
DT;n)7+,
class holder ;H' ,PjU
{ CvOji1
public : '6g;UOx^=
template < typename T > lJHU1
gu
assignment < T > operator = ( const T & t) const @\*`rl]
{ S_eD1iY2-
return assignment < T > (t); PJfADB7Y
} Y0z)5),[U:
} ; 8SZZ_tS3r
plNoI1st
8}M-b6RV
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: MnLo{G]
*x!j:/S`n
static holder _1; ltWEA
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 L`2(u!i J
t.rlC5
k
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); XY`{F.2h
而不用手动写一个函数对象。 XWq`MwC9
9q/k,g
fw&cv9X(IU
F ,;B
四. 问题分析 wiFA3_\G
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。 "lVbla4b
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。
.u3;
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 po! [Nd&"
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 uVth&4dh9
下面我们可以对这几个问题进行分析。 QbJE+m5
>sm~te$5
五. 问题1:一致性 R+*-i+]Q#7
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?| R@df~
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 uv|RpIv e:
sB@9L L]&|
struct holder Nf5zQ@o_y
{ i}L*PCP
// $x/VO\Z{-
template < typename T > A3Xfu$[u
T & operator ()( const T & r) const <B
Vx%
{ :R'={0Jg
return (T & )r; 2^X<n{0N)
} \b;z$P\+*
} ; qV#,]mX
(VM.]B<
这样的话assignment也必须相应改动: G_QV'zQ
6ys|'<?
template < typename Left, typename Right > 6vfut$)[{
class assignment {1"kZL
{ u0Bz]Ux/Q
Left l; `t7z
LC^c
Right r; K_Pbzj4(P
public : csFLBP
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} %N#A1
template < typename T2 > 7](aPm8
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } :IX_|8e ^
} ; ^\oMsU5(
&s8vmUt
同时,holder的operator=也需要改动: D!DL6l`
\ nUJ)w
template < typename T > r,<p#4(>_
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const W5uC5C*,l
{ bXz*g`=;
return assignment < holder, T > ( * this , t); <CcSChCg
} hRQw]
$ghlrV;:ct
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 b:PzqMh{G
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Bun^EJ)
Xf;_r+;
return l(rhs) = r; mwMc AUD]2
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ,`ba?O?*G
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ?>1wZ
6T5\zInd
template < typename Tp > #z61I"kU
class constant_t
6`@6k2]
{ 5FVmk5z]d
const Tp t; GP(nb,
public : 65vsQ|Zw
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 7*kTu0m
template < typename T > 7sU+:a
const Tp & operator ()( const T & r) const qL?$u07<9'
{ FMtg7+Q|>
return t; sk5B} -
} zWrynJ}s
} ; ?L| Ai\|
)43z(:<
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 3F8KF`*
下面就可以修改holder的operator=了 k]9y+WC2
}ww`Y
template < typename T > 19:1n]*X<
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const ?jU 3%"
{ OWp`Wat
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); E&ReQgBft
} -nZDFC8y$
R_=fH\c;
同时也要修改assignment的operator() _ mgu
r
p@?ud%
template < typename T2 > *Oq&g\K)
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } F;MACu;x
现在代码看起来就很一致了。 kZ0z]Y
Ekn3ODz,
六. 问题2:链式操作 ? r}2JHvN
现在让我们来看看如何处理链式操作。 jItVAmC=i
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。 ;D<;pW
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。 VFK]{!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 yhu=_&
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct q#F+^)DD [
hT%
>)71
template < typename T > ~wu\j][2
struct result_1 QJ%N80
{ ba)hWtenH
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; DB0?H+8t
} ; gX`C76P!
{*"\68e
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: N"7BV
(_Th4'(@Y
template < typename T > M}`T-"qf
struct ref I0N~>SpZ5
{ ]l"9B'XR
typedef T & reference; SB:z[kfz|
} ; )K]<\Q[
template < typename T > od^o9(.W^
struct ref < T &> %"e hZd0r
{ {5 3#Xd
typedef T & reference; vcZ"4%w
} ; Y=/;7T
I5]58Ohx
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Qnx?5R-}ZU
xiVbVr#[
template < typename T > #+
{%>f
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const OX}ZdM!&f
{ V"T5<HA9
return l(t) = r(t); w6ck wn,
} 55Xfu/hQ
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。 Xif>ZL?aXb
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 #dFE}!"#`
Y2|c;1~5$
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 sfp.> bMj
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 9Qq%Fw_
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 pS8`OBenA
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ;,Os3
最后的布局是: "2:#bXM-
Add q8&^E.K
/ \ 1i#U&
Divide 5 M(:_(4~
/ \ AgWG4C=
_1 3 t'DIKug&
似乎一切都解决了?不。 }:\e"Bfv
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。 F<O<=Ww
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。 =%{E^z>1
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: SJlL!<i$
=kw6<!R
template < typename Right > ;I>77gi`]
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const d 1 O+qS
Right & rt) const :eBp`dmn
{ \wp8kSzC
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); } 7i}dyQv}
} k~]\kv=
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 w69G6G(
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。 .p'\@@o5
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。 #B__-"cRv
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。 7 .xejz
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。 ,%KMi-w]q,
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? YVO~0bX:
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: XeXK~
h[]3#
template < class Action > uvA 2`%T/
class picker : public Action $KmE9Se6,
{ 6M bMAh5>
public : OKCX>'j:S
picker( const Action & act) : Action(act) {} [ZETyM`
// all the operator overloaded (N{
} ; o2^?D`Jr
F5<GGEQb
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| KaT``
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: '~7 6Y9mv
[jF\"#A
template < typename Right > $I a-go2W
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const xKoNo^ FF
{ {6*{P!H
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); F:-6Htmj
} ;W!hl<``d*
cWa>rUsF
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > gC/-7/}
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 =e]Wt/AQ
]K%D$x{+\
template < typename T > struct picker_maker Ay\!ohIS3
{ _1?Fyu&<5
typedef picker < constant_t < T > > result; mGUl/.;yp-
} ; #J4,mFMr
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > =_d-MJy~6
{ LiD-su
D
typedef picker < T > result; (ZEDDV2
} ; _ 3>|1RB
m} nA-*
下面总的结构就有了: XXZ$^W&
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。 ~{s7(^ P
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。 Pl[WCh
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ,DbT4Ul c
至此链式操作完美实现。 Vt
U
'p(I!]"uo
JOx""R8T5
七. 问题3 2@f 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。 :aMp,DfM]P
0N3S@l#,\A
template < typename T1, typename T2 > q\87<=9J
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %i`YJ
{ Dz&<6#L<
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ctL,Mqr\Z
} Hy1f,D
ACxjY2
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: \6v*c;ZF
PRF^<%mkI
template < typename T1, typename T2 > ~TALpd
struct result_2 "G!V?~;
{ 9!|.b::
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; tL@m5M%:N2
} ; N
@sVA%L.
Ci^tP~)&"
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? $kk!NAW
这个差事就留给了holder自己。 W>]=0u4
}g[(h=Qi
NYZI;P1DA
template < int Order > 8fs::}0
class holder; %+Khj@aX
template <> }!g^}BWWp
class holder < 1 > <ba+7CK]w
{ REwZ41
public : )*3sE1
template < typename T > oGi{d5
struct result_1 j!<RY>u
{ ^aO\WKkA
typedef T & result; IK^jzx
} ; 18U
CZ;)>
template < typename T1, typename T2 > O}_Z"y
struct result_2 FzGla} )
{ 5%6r,?/7KM
typedef T1 & result; lGP'OY"Q
} ;
UBxQ4)%
template < typename T > IT0*~WMZ
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const G#A& Y$
{ H@xIAL
return (T & )r; g:nU&-x#R
} G|Y9F|.!
template < typename T1, typename T2 > ua
vv
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const }n JG<rY
{ +EBoFeeIG
return (T1 & )r1; onj:+zl
} x?|
} ; p#dpDjh
,M&[c|
template <> tJ9i{TS
class holder < 2 > r-a/vx#
{ ,HdFE|
public : 0BTLIV$d;
template < typename T > GlVD!0
struct result_1
Pc4FEH/
{ glppb$oB\
typedef T & result; G&Sp }
} ; RT)*H>|
template < typename T1, typename T2 > Y@Kp'+t(!
struct result_2 m,U`hPJ
{ @"#W\m8
typedef T2 & result; 6"W~%FSJX
} ; 43Yav+G(+
template < typename T > 'L2M
W
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const }$ Am;%?p
{ 6Hn3
return (T & )r; !%?X% @9
} WeTs va+
template < typename T1, typename T2 > -)tu$W*
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const r='"X#CmV/
{ dZ7+Iw;m
return (T2 & )r2; pU*dE
} ,]'?Gd
} ; ZAPT5
Hs+VA$$*
;?i(WV}ee
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> >。 YQ_3[[xT
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: cFoDR
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ^V~rS8]gj
?1(' s0s\,
return l(i, j) = r(i, j); <Dw`Ur^ X5
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) !RnO{FL
p_jDnb#
return ( int & )i; g(Jzu'
return ( int & )j; v 6?{g
最后执行i = j; !z;a>[T'
可见,参数被正确的选择了。 gC#PqK~
xh\{ dUPA
Y$ ;C@I
']+ -u{+#
h&Ehp
八. 中期总结 Q-%Q7n'c
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: ^Q]*CU+C
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 s45Y8!c
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Yo
c N@s
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor #s1O(rLRl
vvLm9Tw
"|<\\HR
B8_w3;x
5[M?O4mi
Ak$ghb
九. 简化 1@kPl[`p'
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。 jl=<Q.Mm7
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 JI}(R4uV
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: /GNRu
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 $LZf&q:\]*
+-*/&|^等 A:EF#2)g
2. 返回引用。 DA@YjebP'
=,各种复合赋值等 s,Cm}4L6
3. 返回固定类型。 $Tt@Xu
各种逻辑/比较操作符(返回bool) \c+)Y}:D
4. 原样返回。 IBWUeB:b
operator, "2X=i`rTi
5. 返回解引用的类型。 jBV2]..
operator*(单目) uRQm.8b
6. 返回地址。 SU9#Y|I
operator&(单目) Pn5@7~
7. 下表访问返回类型。 lC+p2OG^[
operator[] tgDmHxB]0
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 9/RbfV[)
operator<<和operator>> `/<KDd:_t
F9ry?g=h
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 Roy0?6O
例如针对第一条,我们实现一个policy类: O k_I}X
qu8i Jq
template < typename Left > REhXW_x
struct value_return 2"NRnCx*
{ SHPaSq'&N
template < typename T > FK{YRt
struct result_1 ~!'%m(g
{ #H(|+WEu
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; )]!Ps` ,u
} ; rB}UFS)
Gu<3*@Ng
template < typename T1, typename T2 > Y2j>lf?8
struct result_2 V#|#%
8
{ *J?QXsg
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; q,2]]K7y
} ; X",fp
} ; \i "I1xU
qJFBdJU (1
Fm{Ri=X<:
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait X(1nAeQ
1&Rz'JQ+
下面我们来剥离functor中的operator() ?{$Q'c_I
首先operator里面的代码全是下面的形式: J& +s
|v}"UW(y
return l(t) op r(t) z['>`Kt
return l(t1, t2) op r(t1, t2) `,aPK/
return op l(t) [Ym?"YwVX
return op l(t1, t2) RP7e)?5$s
return l(t) op ${KDGJ,^
return l(t1, t2) op Q0!gTV
return l(t)[r(t)] _+%-WFS|
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 4CS9vv)9R
HLAWx/c,j"
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: 7<AHQ<#@
单目: return f(l(t), r(t)); Dz]&|5'N
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 4<70mUnt
双目: return f(l(t)); P
5m{}@g
return f(l(t1, t2)); 4/S4bk*8
下面就是f的实现,以operator/为例 ,`G8U/
q+3Z3v
struct meta_divide ]/HSlT=
{ g[44YrRD
template < typename T1, typename T2 > kG
&.|
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) kW4/0PD
{ X(?.*m@+TB
return t1 / t2; z6B/H2
} '[~NRKQJ
} ; utQE$0F
nE+sbfC
这个工作可以让宏来做: 4!d&Zc>C4
Q{UR3U'Q
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Zb8Ty~.\P
template < typename T1, typename T2 > \ F5wCl2I
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 234OJ?
以后可以直接用 j@v*q\X&
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) IaH8#3+a
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 C&,&~^_F
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) #!OCEiT_
KFdV_e5lU
nyi}~sB
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体
b~Op1p
f`.8.1Rd
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > O>wGc8Of\
class unary_op : public Rettype `ndesP
{ LgjL+w19
Left l; IwKhun
public : ^L+*}4Dr
unary_op( const Left & l) : l(l) {} b>hNkVI
-f#0$Z/0
template < typename T > "8&pT^
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7!#x-KR~5
{ 0_}OKn)J
return FuncType::execute(l(t)); (\, <RC\
} ?5Wj y
yaMNt}y-q
template < typename T1, typename T2 > 6,G1:BV{K
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const BdG~y1%:
{ "2i{ L '
return FuncType::execute(l(t1, t2)); 3DV';
} a57Y9.H`o
} ; xM8}Xo
fB:9:NX
2xhwi.u
同样还可以申明一个binary_op \-0@9E<D
`L`qR,R
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Ah;2\0|t
class binary_op : public Rettype ^G[xQcM73
{ & 1p\.Y
Left l; UZi^ &
Right r; "yCCei,hA?
public : &W-L`aFd0
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} c$rkbbf~V
0Jm6 r4s?
template < typename T > KiT>W~
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,aeQXI#@
{ 8;ke,x
return FuncType::execute(l(t), r(t)); S(.AE@U
} iE=Yh
\{t#V
~
template < typename T1, typename T2 > a*$to/^r
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const m vO!Y
{ }=z_3JfO
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 'C8VD+p
} "=@b>d6U+
} ; n .ZLR=P4
8i!AJF9IQ}
L{jJDd
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 E0'+]"B
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 = I,O+^
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) VLC<ju!
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。 B]L5K~d
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! U&yXs'3a&
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。。。 .+MJ' bW
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 <+o-{{E[
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) 'A;G[(SYy
下面是修改过的unary_op `uM:>
&PaqqU.
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > dF:@BEo
class unary_op QO0}-wZR
{ GwQW
I]
Left l; k__i Jsk
XAwo~E
public : oGM Ls
A-^[4&rb
unary_op( const Left & l) : l(l) {} +~?ze,Di
N+ZDQa[
template < typename T > )uC],CbW{
struct result_1 #qrZ(,I@n
{ ."&,_F
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; id<i|
} ; SNV~;@(h
)Fx"S.Ok
template < typename T1, typename T2 > 11[[H kX@
struct result_2 reR ><p
{ C,~wmS )@
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 1j0OV9 -|
} ; {STOWuY
h[#Lg3
template < typename T1, typename T2 > i]J*lM7'
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g}"`@H(9r3
{ d9>*a$x;/
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); k"D6Vyy`
} XTEC0s"F
0D/u`-
template < typename T > (|)`~z
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const x|U~?
{ |x@)%QeC
return OpClass::execute(lt(t)); 7[h_"@_A7
} XK??5'&{
IROX]f}r (
} ; ;Pf
|\q
sd9$4k"
i!+D
,O
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 BLZ#vJR
好啦,现在才真正完美了。 vQ/}E@?u
现在在picker里面就可以这么添加了: yI/2 e [
Ls{z5*<FM
template < typename Right > b&[9m\AX`
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const aSdh5?
{ HeABU(o4
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); !>fYD8Ft,
} yTzP{I
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。 5v <>%=
c.-h'1
A}WRpsA9
_a1 =?
$2B_a
十. bind _J(n~"eR
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 xxkUu6x#
先来分析一下一段例子 6hDK;J J&
gw~%jD-2
i{[=N9U5o
int foo( int x, int y) { return x - y;} DTmv2X
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 )*#Pp )Q
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 H,,-;tN?
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 M2HO!btf
我们来写个简单的。 ALvj)I`Al
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:
bj23S&
对于函数对象类的版本: Vcn04j#Q
Vij P;
template < typename Func > f0p+l-iEv
struct functor_trait = ms(dr^n
{ dp`xyBQ3
typedef typename Func::result_type result_type; 8|^dM$
} ; Ww5c9orXn
对于无参数函数的版本: 6BM[RL?T
9ZvBsG)
template < typename Ret > xw_VK1
struct functor_trait < Ret ( * )() >
h4rIt3`
{ vvA=:J4/i)
typedef Ret result_type; (t&]u7Atr
} ; 06DT2
对于单参数函数的版本: }
8ZCWmd
5v"r>q[
X
template < typename Ret, typename V1 > uD4=1g6[s
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > !`5[(lm
{ Td#D\d\R
typedef Ret result_type; V.zKjoky@
} ; @sQ^6FK0G
对于双参数函数的版本: +Qy*s1fit
79 zFF
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 0#(K}9T)
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > uC\FW6K=m
{ dmh6o *
typedef Ret result_type; u8ofgcFYE
} ; z ogtIn)
等等。。。 Ow7NOhw
然后我们就可以仿照value_return写一个policy RC7|@a
+|}R^x`z
template < typename Func > :g)0-gN
struct func_return k.bzh.
{ E)==!T@E
template < typename T > v*Tliw`-U
struct result_1 hsV+?#I
{ )aoB-Lu
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \zj _6Os
} ; s_]p6M
/H#- \r&r
template < typename T1, typename T2 > 2|'v[
struct result_2 a*LT <N
{ YnnpgR.
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; eXJt9olI
} ; >!+.M9
} ; xlPUum-o
TDI8L\rr
wMy$T<:
最后一个单参数binder就很容易写出来了 }e3M5LI1L
.C^1.)
template < typename Func, typename aPicker > &`>[4D*
class binder_1 kPwgayz
{ n8(B%KF
Func fn; p7(Pymkd
aPicker pk; '\%c"?
public : OJd!g/V
6BIP;, M=
template < typename T > Xx{ho4qq
struct result_1 wX}N===
{ ;\`~M
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Enee\!@v
} ; ~;St,Fw<<
+EJwWDJ!%
template < typename T1, typename T2 > +|.}oL^}G
struct result_2 !_GY\@}
{ }* iag\
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ?wE@9g A
} ; Zu(eYH=Q
8@%Xd^
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} [% chN/
}Ictnb
template < typename T > xt]Z{:.
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "bZV<;y6
{ \RN,i]c-g/
return fn(pk(t)); -_=0PW5{
} MLg<YL
template < typename T1, typename T2 > pT]M]/y/:
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1|Y(XB^os(
{ fr'M)ox1
return fn(pk(t1, t2)); s
vn[c*
} {#q']YDe`
} ; 4GJ1P2
'B}pIx6k~
tf64<j6
一目了然不是么? =jD[A>3I
最后实现bind RAR0LKGX
7t-j2 n`<
/nXp5g^6(
template < typename Func, typename aPicker > &{QB}r
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) &SS"A*xg
{ ToNi<~
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 8?] :>
}
'$Jt}O
eydVWVN
2个以上参数的bind可以同理实现。 ln.kEhQ3B
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。 $mm =$.
r`u}n
十一. phoenix rUfW0
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 3{_A zL
3WyK!@{
for_each(v.begin(), v.end(), ga#,42)H
( tb,.f3;
do_ $w%oLI@kl
[ /^96|
cout << _1 << " , " /2^cty.BXw
] J*6I@_{/U
.while_( -- _1), E%eao$
cout << var( " \n " ) 3ojK2F(1D
)
.fcU&t
); |Y3!Lix
hZnT`!iFE^
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: -Nmf}`_
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 =fMSmn1S
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 O{8"f\*
那么我们就照着这个思路来实现吧: b3b 4'l
hTI8hh
.;WJ(kB\U
template < typename Cond, typename Actor > (ohkM`83k
class do_while THHrGvb
{ tW5\Ktjno
Cond cd; a:@9GmtV&
Actor act; _5a]pc$\Y]
public : YVVX7hB
template < typename T > IWu^a w
struct result_1 i]GBu
{ !s,<hU#
typedef int result_type; c5P52_@
} ; c?)
pn9
6A M,1
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} A{h
hnrr8
, >Y.!
template < typename T > _yjM_ALjo
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const L*tXy>&b.
{ U[d/`
do FcIH<_r
{ $}oQ=+c5
act(t); e<5+&Cj
} N&NOh|YS
while (cd(t)); HY#7Ctn3
return 0 ; zcJ]US
} G_5sF|(mq
} ; Z{#^lhHx
vVyO}Q`
q" wi.&|
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). !|_
CXm
T|
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。 MIa].S#
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。 7^sU/3z
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。 WAY<X:|We
下面就是产生这个functor的类: &ukNzV}VW
GQqw(2Ub}
!N$4.slr<p
template < typename Actor > q`1t*<sk
class do_while_actor 7qE V5!
{ qNHS 1
Actor act; w GZ(bKyO
public : =\4w" /Y
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} {N5g52MN
7~\Dzcfk"P
template < typename Cond > NOyLZa'
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ; QXJD'c
} ; ZC"6B(d
([|5(Omd\
+^YV>;
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 _if&a'
最后,是那个do_ ?y<n^`
XeDU
,
2DQ'h}BI
class do_while_invoker `^AbFV
3
{ ]&/jvA=\l,
public : &4*&L.hPM^
template < typename Actor > $pk3d+0B
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const i`&