一. 什么是Lambda UL$^zR3%d
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 C78YHjy
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, jwyJ=W-
;o_4)+}
.
[+ObF9=
<_8\}!
class filler ' ~ lC85
{ YN9ug3O+
public : {-J/
<a@
void operator ()( bool & i) const {i = true ;} Wk$[;>NU3
} ; '81$8xxdY
,sP7/S)FR
_;W}_p}q{
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: m*|3
{l.) *#O
'y}l9alF
xKEHNgen
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = true ); h|m h_T{+
*5sr\b4#S
"d/x`Dx
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 B4pheKZ2
5G'X\iR
;"
'`P[
0!o&=Qh
二. 战前分析 $TtCVR
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 GfD!Z3
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 G#@o6r
v)!Rir5
nORm7sa9
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); XB UO
/* --------------------------------------------- */
r75,mX
vector < int *> vp( 10 ); {6~v oVkj
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); c_x6FoE;L
/* --------------------------------------------- */ F'*y2FC
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 > * _2); ;gTdiwfgZ=
/* --------------------------------------------- */ <tMiI)0%
int b = * find_if(v.begin, v.end(), _1 >= 3 && _1 < 5 ); sKB])mf]
/* --------------------------------------------- */ zPWG^
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << * _1 << ' \n ' ); >1T=Aw2Z.
/* --------------------------------------------- */ C]K@SN$
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) << * _1); iE':ur<`
)}9Ef"v|
^,
q\S
i|*(vH&D.
看了之后,我们可以思考一些问题: XWo:~\
1._1, _2是什么? %L:e~*
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。 NwIl~FNK
2._1 = 1是在做什么? `]_#_
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。 J1YP-:
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。 ,m{Zn"?kS
zK(9k0+s
R#1h.8
三. 动工 ~ULuX"n
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: =<y$5"|
mNc(
rg"W1m[k
",(-AU!a)h
template < typename T > VzA~w`$d
class assignment :-xp'_\L
{ hdQ[=PH)
T value; 5 .0BaVwi
public : 5Z]`n
assignment( const T & v) : value(v) {} &Zs h-|N
template < typename T2 > {vx{Hwyv
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return rhs = value; } aDm$^yP
} ; z,87;4-
}N#jA yp!
uwsGtgd&
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Z`o}xV
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment [~`;
.7~
_]E"hr6a
0V{-5-.
V?kJYf(<
class holder fCJ:QK!
{ s+2\uMwf*
public : J1cD)nM<A
template < typename T > t(?m!Z?tb
assignment < T > operator = ( const T & t) const ]QJLES
{ L}P<iB
return assignment < T > (t); |F-_YR
} T12?'JL^r
} ; n9<QSX&~<
e]!C
Aj7uS
f7)}A/$4+
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: o )GNV
Q6Vy}
static holder _1; ~j^HDHY@
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 T|GRkxd,E3
,v4Z[ (
for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1 ); X4!`
V?
而不用手动写一个函数对象。 F6dm_Oq&
~QJD.'z
!sfOde)$
Se9I1~mX
四. 问题分析 :aV(i.LW
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 _yJR
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。 h$)!eSu
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 6k%N\!_TUW
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 TW(rK&
下面我们可以对这几个问题进行分析。 W @Y$!V<
\S[:
五. 问题1:一致性 j/TsHJ=
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?| _&FcHwRy
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 C8}ujC
=O?<WJoK
struct holder INby0S
{ G5|xWeNgA
// KV k
36;$
template < typename T > ld-c?
T & operator ()( const T & r) const 5u'"m<4
{ eh2 w7@7Q
return (T & )r; ,DqI> vx|
} HDvj{
} ; H[U$4
%t
,)hUL/r6
这样的话assignment也必须相应改动: kLU$8L
XE[~!
>'
template < typename Left, typename Right > J
[J,
class assignment @QV|<NeH
{ :/c=."z.
Left l; PaP47>(
Right r; o/@.*Rj>Bg
public : 'b]GcAL
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} '*MNRduE6
template < typename T2 > ..UmbJJ.u
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r; } tu#VZAPW@
} ; MLtfi{;LH
jY-{hW+r
同时,holder的operator=也需要改动: s+YQ
:>F
u3(zixb
template < typename T > Q@6OIE
assignment < holder, T > operator = ( const T & t) const G4{ zt3{
{ zGHP{a1O7
return assignment < holder, T > ( * this , t); j!B+Q
} Bf~
p 2It/O
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 wqx@/--E(
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 8G;
t[9
c}kZx1
return l(rhs) = r; A1Ia9@=Mf
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 S75wtz)e
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: biKom|<nm
9F845M
template < typename Tp > m{9m.~d
class constant_t \< <u
{ Ki(qA(r
const Tp t; d@#!,P5`
public : bccJVwXv
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} <f%JZ4p*
template < typename T > xPWzm
hF
const Tp & operator ()( const T & r) const !*HH5qh6
{ w&jyijk(
return t; Q#Q]xJH
} N`1:U
4}
} ; 2>p K
%W~Kx_
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 L}UJ`U
下面就可以修改holder的operator=了 PVH^yWi
n
0+jR,5|
template < typename T > :CH "cbo
assignment < holder, constant_t < T > > operator = ( const T & t) const yoGe^gar
{ 8u
Tq0d6(
return assignment < holder, constant_t < T > > ( * this , constant_t < T > (t)); X1?7}VO
} _)
k=F=
3 GmU$w
同时也要修改assignment的operator() [g`9C!P-G
X<dQq`kZ
template < typename T2 > A&*lb7X
T2 & operator ()(T2 & rhs) const { return l(rhs) = r(rhs); } ()e.J
现在代码看起来就很一致了。 +dq&9N/
];i-d7C
六. 问题2:链式操作 izy7.(.a
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Tqz{{]%j~$
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。 :#s6,
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。 bO]^TRaiJ
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。 MlaViw
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct &b8Dy=#
2a8ZU{wjn
template < typename T > vh 5`R/<3
struct result_1 4+e9:r]
{ ~XQj0'
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; fgIzT!fyz
} ; va F^[/
(g
[y-0w.V=oE
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: JwG$lGNJ
XdE#l/#
template < typename T > M}=X/*T
struct ref "
2A`M~
{ 1DVu`<OXcH
typedef T & reference; xS?[v&"2
} ; ^ZV1Ev8T6
template < typename T > RAYDl=}
struct ref < T &> f1w&D ]|S+
{ rOQ@(aUAZ
typedef T & reference; d2`m0U
} ; Aq674
K>iM6Uv
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: H&\[iZ|-N
d.Wq@(ZoA
template < typename T > RnC96"";R.
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const s ;EwAd(
{ xO?w8 *d
return l(t) = r(t); lx_jy>$}r
} _^K)>
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@&hE
-
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 y|X</3w
!iUFD*~r~
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 >a/]8A
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ~R^~?Y%+<
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 tmT/4Ia
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Pu/X_D-#Gi
最后的布局是: HwfBbWHr'
Add \) DJo
/ \ )7!q>^S{B
Divide 5 Jm8{@D%
/ \ Ey<vvZ
_1 3 ~Sy/q]4ys*
似乎一切都解决了?不。 5-'jYp/
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。 uqe{F+;8&
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。 7i^7sT8t
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: h0}r#L
%+Hhe]J ld
template < typename Right > c6/+Ye =h
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > operator = ( const Wy1#K)LRb
Right & rt) const XTboFrf
{ E_sKD ybj
return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 7|Z=#3INw
} 7Nx5n<
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 u&{}hv&FY
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。 GF4k
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。 s
zBlyT
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。 Su.imM!
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。 N3/G6wn
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? vEQw`OC
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: qJV2x.!
'YQ^K`lV
template < class Action > JxI\ss?O
class picker : public Action 1EE4N\
{ 3sr>?/>:
public : ab"6]%_
picker( const Action & act) : Action(act) {}
u@QP<[f
// all the operator overloaded PP/EZ ^]b
} ; PF=BXY1<UL
qyi5j0)W
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。 p5F=?*[}
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: eh4` a<gC
\"r84@<
template < typename Right > D1w;cV7/d
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > > operator = ( const Right & rt) const MR4e.+#E
{ }/)vOUcEd
return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 2stBW5v3
} 2J7=
O^$?
bm/pLC6%.
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ;Q YUiR
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 0_nY70B
Pn?Ujjv
template < typename T > struct picker_maker *B<Ig^c
{ Kf=6l#J7
typedef picker < constant_t < T > > result; ^n! j"
} ; R`M>w MLH
template < typename T > struct picker_maker < picker < T > > bEO\oS
{ B$ty`/{w,B
typedef picker < T > result; i/Zv@GF
} ; vbFi#|EU
yC%zX}5
下面总的结构就有了: \tv^],^`
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。 tc-pVw:TV
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。 t<8vgdD
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 FXLY*eRk
至此链式操作完美实现。 TpnJm%9`)t
6( #fGH&[
RP!!6A6:
七. 问题3 n*(9:y=l1
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。 GjVq"S
8w,+Y]X<P[
template < typename T1, typename T2 > d yH<D5
??? operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~H<oqk:O-
{
qW~Z#Si
return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ~yX8p7qr
} 1P8XVI'
*[VO03
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: QuB`}rfLf
?+3vK=Rf}
template < typename T1, typename T2 > +#* F"k(
struct result_2 .\Z/j
{ *?? !~RE
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 1co;U
} ; R7'6#2y
{@1;kG
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? ojmF:hR"
这个差事就留给了holder自己。 'gBGZ?^N!U
,)&ansN
8>R 75dw
template < int Order > gKPqWh
class holder; uUhqj.::<Y
template <> J#1-Le8@
class holder < 1 > U-~6<\Mf
{ $ ,:3I*}be
public : w^Mj[v#
template < typename T > ON,sN
struct result_1 z (1zth
{ dM-qd`
typedef T & result; 9+i rf^D`O
} ; OBnf5*eJ
template < typename T1, typename T2 > !xE/
struct result_2 i}tBB~]
{ TTYM!+T
typedef T1 & result; Xmmb^2I
} ; LqYP0%7
template < typename T > wOMrUWB0
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Q>ZxJ!B<k
{ VtTTvP3
return (T & )r; Ym% $!#
} O c,E\~
template < typename T1, typename T2 > ?&gqGU}
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 3p+V~n.+
{ RJp Rsr
return (T1 & )r1; zh.^>
`
} o[
Je
} ; "V=IG{.
I ~U1vtgp
template <> )7aUDsu>4
class holder < 2 > *\-$.w)k
{ CI#6r8u
public : JJQS7,vG
template < typename T > QLPb5{>KDS
struct result_1 iH`Q4
{ *dAQ{E(rO
typedef T & result; *XU2%"Sc
} ; 3BZa}Q_
template < typename T1, typename T2 > 7I $~E
struct result_2 '!hA!eo>J
{ yjF;%A/0
typedef T2 & result; "^froQ{"T
} ; Y:?cWO
template < typename T > }O+a
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 2iWSk6%R
{ ro n-v"!
return (T & )r; %#jW
} x]Pp|rHj
template < typename T1, typename T2 > OGR2Y
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const SzTa[tJ+
{ 2FVO@D
return (T2 & )r2; "y9]>9:$-
} X7~^D[X
} ; hEh` cBO
4@mK:v%
i^SPNs=
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> >。 K\trT!I
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 3
0.&Lzz
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 6"L,#aKm^
"*bP @W
return l(i, j) = r(i, j); o#Viz:
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) u]z87#4
PY@BgL=/
return ( int & )i; Dq~\U&U\$
return ( int & )j; '% if< /
最后执行i = j; 'PqKb%B|
可见,参数被正确的选择了。 ~Fe$/*v
<-h[I&."
{y%|Io`P
'>^!a!<G
!jTxMf
八. 中期总结 h}U>K4BJ
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: Wt M1nnJp
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 B'v~0Kau
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 3
,f3^A
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor xxQgX~'x
1xD?cA\vu
K%g_e*"$
|
9 <+!t\
1KadT7<0}
@$|8zPs
九. 简化 t ch;_7?
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 M{jJ>S{g
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 4M)oA|1w
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: RxA:>yOPn
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 .Cu0G1
+-*/&|^等 "!9FJ Y
2. 返回引用。 8xb({e4
=,各种复合赋值等
<dKHZ4
3. 返回固定类型。 ]p@q.P
各种逻辑/比较操作符(返回bool) '!"rE1e
4. 原样返回。 ILIv43QKM(
operator, }F';"ybrU)
5. 返回解引用的类型。 !DkIM}.
operator*(单目) )agrx76]3w
6. 返回地址。 +&4@HHU{G
operator&(单目) w
y&yK*w
7. 下表访问返回类型。 98Y1-Z^ .
operator[] aQj"FUL
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 #OwxxUeZ
operator<<和operator>> JYR^k=
f%/6kz
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 8K9RA<
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 7po;*?Ox
b=kY9!GN,v
template < typename Left > bHg 0,N
struct value_return T[- %b9h>
{ ;qs^+
template < typename T > >-j([%
struct result_1 XG!^[ZDs
{ TPA*z9n+B
typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; [M2xF<r6t
} ; |F +n7
_LFABG=
template < typename T1, typename T2 > i8!err._
struct result_2 XZ"oOE0=
{ >?jmeD3u
typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; D^S"6v"z
} ; (@NW2
} ; c1xX)cF
}Xb|Ur43
l%
p4.CX
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait +bk+0k9k5
xD9ZL
下面我们来剥离functor中的operator() 7[1VFc#tf
首先operator里面的代码全是下面的形式: QN;GMX5&
r_MP[]f|0
return l(t) op r(t) }_D{|!!!T
return l(t1, t2) op r(t1, t2)
&MBm1T|Y
return op l(t) F$S/zh$)0
return op l(t1, t2) y]g5S-G
return l(t) op `('NH]^
return l(t1, t2) op l%qfaU2
return l(t)[r(t)] Ckhwd
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] AZ
SaI
,xutI
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: L7"<a2J
单目: return f(l(t), r(t)); X([@}ren
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); E( *S]Z[
双目: return f(l(t)); 0x#
V
return f(l(t1, t2)); s
>k4G
下面就是f的实现,以operator/为例 %reW/;)l{
PHMp,z8
struct meta_divide !1mAq+q!
{ . |`) k
template < typename T1, typename T2 > p2gu@!
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 0zk054F'
{ H'I5LYsXO~
return t1 / t2; XsHl%o8,z
} }Mo9r4}
} ; D 2Go,1
BmUzsfD
这个工作可以让宏来做: 3B"rI
$Y0bjS2J
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ <FK7Rz:4T
template < typename T1, typename T2 > \ (A&@
<
static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; h?YjG^'9
以后可以直接用 ?\F ,}e
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) AQ
7e
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 )x|BY>
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) j)IK
|_2ANWHz
Da-(D<[0
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 |H_)u
6eK^T=
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 0XYO2k
class unary_op : public Rettype qryt1~Dq
{ %#QFu/l
Left l; EJtU(HmW
public : *u{.K:.I
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ^]R0d3?>\
fF[ g%?w
template < typename T > lIFU7g
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )#ujF~w>
{ xf]4!zE
return FuncType::execute(l(t)); 'qd")
} n
~3c<{coZ
^&rbI,D
template < typename T1, typename T2 > +li^0+3-'
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !3&vgvr
{ ? s ewU9*
return FuncType::execute(l(t1, t2)); .yP
3}Nl
} oV!9B -<
} ; +Ae.>%}
)w`Nkx
X0$_KPn
同样还可以申明一个binary_op +{w&ksk
5#F+-9r
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > )nk>*oE
class binary_op : public Rettype 8Z!ea3kAT
{ y d$37G|n
Left l; tj&A@\/
Right r; -oo=IUk
public : M:SxAo-D2
binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} XN0Y#l
WE7l[<b
template < typename T > |#B"j1D,H
typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const TatyD**(
{ W%W.
+f
return FuncType::execute(l(t), r(t)); e](=)h|
} h5gXYmk
k
WtUj
template < typename T1, typename T2 > "%]dC{
typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?f`-&c;
{ :jX~]1hpmA
return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ;hvXFU
} $S}x'F!4_
} ; @ih}x
M5V1j(URE
Chup %F
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 h,+=h;!
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 1X*T219o
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) bH{aI:9Fb
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 f)x}_dw%
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! iPOZ{'Z
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 YeLOd
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ^-!HbbVv
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) }(K6 YL
下面是修改过的unary_op ;"
*`
0mh8.
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > kU/=Du
class unary_op Fc~w`~tv
{ DV\ei")
Left l; 2>k)=hl:
U08?*{
public : n y)P
rk |(BA
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Vcq?>mH&T
0gD0}nH
template < typename T > ELF`uWGE
struct result_1 Ekme62Q>u
{ }YP7x|
typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Zbh]OCN
} ; O97bgj]
q'U5QyuC
template < typename T1, typename T2 > qo-F9u1J
struct result_2 >}{-!
{ S "Pj1
typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; +~Ay h[V
} ; @a\SR'8
M%s$F@
template < typename T1, typename T2 > 7$W;4!BN*
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const bV*zMoD#
{ x,gE$dNzy
return OpClass::execute(lt(t1, t2)); uO(guA,C
} j(C
UYm
,l .U^d6>
template < typename T > rDX'oP:
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `L#?eQ{
{ ;nKHm
return OpClass::execute(lt(t)); i: M*L< +
} Ygi1"X}
*P R_Y=v%
} ; 7b,,%rUd
Vnj/>e3
.*~u
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 s.^9HuM
好啦,现在才真正完美了。 Z/kaRnG[@t
现在在picker里面就可以这么添加了: TUUE(sLA
!LIfeL.4h
template < typename Right > _*ouo<x
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > > operator += ( const Right & rt) const b]<HhU
{ !x$:8R
return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 72ViPWW
} <cv2-?L{
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。 Bd9hf`%2
$7n#\h
P%@rH@^Y
r7"A u"
+'['HQ)
十. bind rW~?0
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 *V6QBe
先来分析一下一段例子 n!ZP?]FR
:#w+?LA*
]\RSHz
int foo( int x, int y) { return x - y;} gJPDNZ*6pk
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 ) // return -1 nl'J.dJe
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 ) // return foo(6, 3) == 3 Q6.*"`
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 qTTn51
我们来写个简单的。 9R@abm,I
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ~+<xFi
对于函数对象类的版本: #K#Mv/
-|Yh/
template < typename Func > +t>*l>[
struct functor_trait UOu6LD/|h
{ 6c2ThtL
typedef typename Func::result_type result_type; n4WSV
} ; "VDk1YX_&l
对于无参数函数的版本: G&@-R{i
I[=Wmxa?r
template < typename Ret > nGx ~)T
struct functor_trait < Ret ( * )() > 9eGCBVW:*
{ ?UZ$bz
typedef Ret result_type; :_^0'ULP
} ; cK|rrwa0
对于单参数函数的版本: wrQydI
]M~8@K
template < typename Ret, typename V1 > (L
y%{ Y
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > i<#h]o
C}
{ nOoKGT
typedef Ret result_type; i $[,-4v
} ; a:yB%:2
对于双参数函数的版本: $v:gBlj%"
np-T&Pz2
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > K}PvrcO1
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > rT f lk
{ (F,(]71Z+
typedef Ret result_type; (|<h^]
y3
} ; Bw3F7W~l
等等。。。 p;qRm}
0}
然后我们就可以仿照value_return写一个policy gHi~nEH
Nt
zq"ces)
template < typename Func > QT1:>k
struct func_return l5=u3r9WYC
{ GB<R7J
template < typename T > zP:~O
struct result_1 e{fZ}`=7y
{ W>Mse[6`c
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; k;;nE o~6
} ; N<aB)</
d&aBs++T
template < typename T1, typename T2 > #D`S
struct result_2 *CeQY M
{ ;Ze"<U
typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 5jn$7iE`
} ; ,VKQRmd
} ; 0 W~.WkD
:%/\1$3P
W
il{FcHY
最后一个单参数binder就很容易写出来了 u}Ei_
O<z
c8#T:HM|`
template < typename Func, typename aPicker > n> MD\ZS
class binder_1 N@cMM1
{ 5mI?pfm
Func fn; 6Cl+KcJH
aPicker pk; Az9X#h.vf
public : x*unye7
Z $!C=
template < typename T > @+?+6sS
struct result_1 AA))KBXq
{ *he7BUO
typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; EvwbhvA(
} ; 99F>n[5
4@DVc7\x$
template < typename T1, typename T2 > oy2(A g\
struct result_2 T$H2'tK|
{ tgO+*q5B
typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; `]K,'i{R
} ; ;c>>$lr
6RH/V:YY
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} + jp|Y?6Z
gWFL
template < typename T > nHSTeFI?
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `6rrXU6|
{ .r ~'(g{qt
return fn(pk(t)); TT|-aS0l(u
} }l.KpdRT2
template < typename T1, typename T2 > LkaG8#m1R
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M$,Jg5Dc
{ dav vI$TA
return fn(pk(t1, t2)); k?^%hO>[
} ,q8(]n4
} ; (-bRj#
N\_( w:q
"3@KRb4f
一目了然不是么? 9n_ eCb)H
最后实现bind XK1fHfCEa
Tv`_n2J`2
/r-8T>m
template < typename Func, typename aPicker > xC)7eQn/R
picker < binder_1 < Func, aPicker > > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 4w@v#H@
{ N%O[
return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); a|UqeNI{
} r k@UsHy
- dl}_
2个以上参数的bind可以同理实现。 gk"mr_03
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。 D2Y&[zgv
F
b1EMVu
十一. phoenix `Gf{z%/
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: !{IC[g n
jUYF.K&
for_each(v.begin(), v.end(), YjFWC!Qj$
( =]T|h
do_
+q7qK*
[ b 1cd&e
cout << _1 << " , " V{KjRSVf=
] O8gfiQqF&
.while_( -- _1), 1x{XE*%;
cout << var( " \n " ) pXssh
) Dft4isyt^
); %Hh3u$Y,
o5>/}wIf
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: }gCG&7C
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 U%L
-NMe
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 vsH3{:&;"P
那么我们就照着这个思路来实现吧: [4Y[?)7
n9DbiL1{
i9KTX%s5^
template < typename Cond, typename Actor > Ga.0Io&}C
class do_while {h,_"g\V
{ [1<(VyJ}ye
Cond cd; 02,W~+d1
Actor act; N9pwWg&<+
public : &1=g A.ZR
template < typename T > t{~@I
struct result_1 Hv3W{|
{ (e(Rr4
typedef int result_type; gNTh% e
} ; 1f<RyAE?5
cu<y8
:U<
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} O5O.><RP
ikr7DBLt
template < typename T > XYts8}y5
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "i&fp:E0
{ {f-XyF1`
do )PwQ^||{
{ +uELTHH=
act(t); /0
_zXQyV
} ^eobp.U
while (cd(t)); |Hfl&3
return 0 ; =C#*!N73
} G&jZ\IV
} ; $}db /hY*
9T$u+GX'
V#NtBreN
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ER_ 3'
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。 %0lf
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。 VxkEe z'|
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。 |e:rYLxm:
下面就是产生这个functor的类: ly[lrD0Kn.
s047"Q
.ots?Ns
template < typename Actor > 2Q}7fht
class do_while_actor z#RuwB+
{ 2qlIy
Actor act; {a.
<`
public : \TZ|S,FS
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} bH,M,xIL2
-8/ JP
template < typename Cond > 3
&Sp@,
picker < do_while < Cond, Actor > > while_( const Cond & cd) const ;
k1RV'
} ; /eb-'m
!O 8.#+
IhfZLE.,
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 cN5"i0xk
最后,是那个do_ wh*:\_!0\
RbKwO}
z$q
bf(+ldq
class do_while_invoker R1Yqz $#
{ 94y9W#
public : 6P^hN%0
template < typename Actor > ~pRs-
do_while_actor < Actor > operator [](Actor act) const ^\T]r<rCY
{ %W&1`^Jl
return do_while_actor < Actor > (act); &*A:[b\
} [EruyWK
} do_; bLco:-G1E1
G%$}WA]|
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Td&